Reaktionsfrekvens kontra reaktionstid
Reaktionshastighet och reaktionstid är interberoende variabler. Reaktionshastigheten för en reaktion avgör hur lång tid det tar att slutföra reaktionen i viss utsträckning.
Reaktionsfrekvens
Reaktionshastigheten är helt enkelt en indikation på reaktionshastigheten. Därför kan det ses som en parameter som avgör hur snabb eller långsam reaktionen är. Naturligtvis är vissa reaktioner mycket långsamma, så vi kan inte ens se reaktionen ske om vi inte observerar den under en mycket lång tid. Till exempel är stenvittring genom kemiska processer en mycket långsam reaktion, som sker under åren. Däremot är reaktionen mellan en bit kalium och vatten mycket snabb; producerar således en stor mängd värme och det anses vara en kraftig reaktion.
Betrakta följande reaktion där reaktanterna A och B går till produkterna C och D.
a A + b B → c C + d D
Hastigheten för reaktionen kan anges i termer av endera av två reaktanter eller produkter.
Rate=-(1/a) d[A]/dt=-(1/b) d[B]/dt=(1/c) d[C]/dt=(1/d) d[D]/dt
Här är a, b, c och d stökiometriska koefficienter för reaktanterna och produkterna. För reaktanterna skrivs hastighetsekvationen med ett minustecken, eftersom produkterna utarmas när reaktionen fortskrider. Men eftersom produkterna ökar får de positiva tecken.
Kemisk kinetik är studiet av reaktionshastigheterna, och det finns många faktorer som påverkar reaktionshastigheten. Dessa faktorer är koncentrationer av reaktanterna, katalysatorer, temperatur, lösningsmedelseffekter, pH, ibland produktkoncentrationerna, etc. Dessa faktorer kan optimeras för att ha maximal reaktionshastighet eller kan justeras för att manipulera de erforderliga reaktionshastigheterna. Om vi skriver hastighetsekvationen i förhållande till reaktanten A för den ovan givna reaktionen blir den som följer.
R=-K [A]a [B]b
I denna reaktion är k hastighetskonstanten. Det är en proportionalitetskonstant, som beror på temperaturen. Hastighet och hastighetskonstanten för en reaktion kan hittas genom experiment.
Reaktionstid
När en eller flera reaktanter omvandlas till produkter kan de gå igenom olika modifieringar och energiförändringar. De kemiska bindningarna i reaktanterna bryts och nya bindningar bildas, för att generera produkter som är helt annorlunda än reaktanterna. Denna typ av kemisk modifiering kallas kemisk reaktion. Den tid det tar att slutföra en reaktion i viss utsträckning kallas reaktionstid. Tiden beror på olika faktorer som påverkar reaktionen. Till exempel är reaktanternas partikelstorlek, koncentrationer, deras fysiska tillstånd, temperatur och tryck några av de faktorer som påverkar tiden för att slutföra en reaktion. Annat än för reaktionens fullbordande tid, kan vi mäta tiden under hela reaktionen. Vi kan till exempel mäta halva reaktionstiden. Därför finns det ingen specifik definition för reaktionstid. Snarare mäter vi tiden enligt våra experimentbehov.
Vad är skillnaden mellan reaktionsfrekvens och reaktionstid?
• Reaktionshastigheten avgör hur snabb eller långsam reaktionen är. Reaktionstid är den tid det tar att slutföra en reaktion i viss utsträckning.
• Om reaktionshastigheten är hög för en viss reaktion, är reaktionstiden låg. Även om reaktionshastigheten är låg kommer reaktionstiden att bli längre.
