Реакция жылдамдығы және реакция уақыты
Реакция жылдамдығы мен реакция уақыты өзара тәуелді айнымалылар. Реакцияның реакция жылдамдығы белгілі бір дәрежеде реакцияны аяқтауға кететін уақытты анықтайды.
Реакция жылдамдығы
Реакция жылдамдығы жай ғана реакция жылдамдығының көрсеткіші болып табылады. Сондықтан оны реакцияның қаншалықты жылдам немесе қаншалықты баяу екенін анықтайтын параметр ретінде қарастыруға болады. Әрине, кейбір реакциялар өте баяу жүреді, сондықтан біз оны өте ұзақ уақыт бақыламасақ, реакцияның жүріп жатқанын көре алмаймыз. Мысалы, тау жыныстарының химиялық процестермен үгітілуі – бұл өте баяу реакция, ол жылдар бойы жүреді. Керісінше, калий бөлігінің сумен реакциясы өте жылдам; осылайша, көп мөлшерде жылу шығарады және ол күшті реакция ретінде қарастырылады.
А және В реагенттері C және D өнімдеріне өтетін келесі реакцияны қарастырыңыз.
a A + b B → c C + d D
Реакция жылдамдығын екі әрекеттесуші заттың немесе өнімнің кез келгені бойынша беруге болады.
Бағдар=-(1/а) d[A]/dt=-(1/b) d[B]/dt=(1/c) d[C]/dt=(1/д) d[D]/dt
Мұнда, a, b, c және d - әрекеттесуші заттар мен өнімдердің стехиометриялық коэффициенттері. Әрекеттесуші заттар үшін жылдамдық теңдеуі минус белгісімен жазылады, өйткені реакция жүріп жатқанда өнімдер азаяды. Дегенмен, өнімдер көбейген сайын оларға оң белгілер беріледі.
Химиялық кинетика реакция жылдамдығын зерттейді және реакция жылдамдығына әсер ететін көптеген факторлар бар. Бұл факторларға әрекеттесуші заттардың концентрациясы, катализаторлар, температура, еріткіш әсерлері, рН, кейде өнім концентрациясы және т.б. Бұл факторларды максималды реакция жылдамдығына ие болу үшін оңтайландыруға болады немесе қажетті реакция жылдамдығын басқару үшін реттеуге болады. Жоғарыда келтірілген реакция үшін А әрекеттесуші затқа қатысты жылдамдық теңдеуін жазсақ, ол келесідей болады.
R=-K [A]a [B]b
Бұл реакцияда k – жылдамдық тұрақтысы. Бұл температураға байланысты пропорционалдық тұрақтысы. Реакция жылдамдығы мен жылдамдық константасын тәжірибелер арқылы табуға болады.
Реакция уақыты
Бір немесе бірнеше реактивтер өнімге айналғанда, олар әртүрлі модификациялар мен энергия өзгерістерінен өтуі мүмкін. Әрекеттесуші заттардағы химиялық байланыстар үзіліп, жаңа байланыстар түзіліп, реагенттерден мүлдем өзгеше өнімдер пайда болады. Мұндай химиялық модификация химиялық реакция деп аталады. Белгілі бір дәрежеде реакцияның аяқталуына кететін уақыт реакция уақыты деп аталады. Уақыт реакцияға әсер ететін әртүрлі факторларға байланысты. Мысалы, әрекеттесуші заттардың бөлшектерінің мөлшері, концентрациясы, олардың физикалық күйлері, температурасы және қысымы реакцияның аяқталу уақытына әсер ететін факторлардың бірі болып табылады. Реакцияның аяқталу уақытынан басқа, біз бүкіл реакцияның уақытын өлшей аламыз. Мысалы, біз жарты реакция уақытын өлшей аламыз. Сондықтан реакция уақытының нақты анықтамасы жоқ. Керісінше, біз уақытты эксперимент қажеттіліктеріне сәйкес өлшейміз.
Реакция жылдамдығы мен реакция уақытының айырмашылығы неде?
• Реакция жылдамдығы реакцияның қаншалықты жылдам немесе баяу екенін анықтайды. Реакция уақыты – белгілі бір дәрежеде реакцияны аяқтауға кететін уақыт.
• Белгілі бір реакция үшін реакция жылдамдығы жоғары болса, реакция уақыты төмен болады. Сондай-ақ, реакция жылдамдығы төмен болса, реакция уақыты ұзағырақ болады.
