Reactiesnelheid versus reactietijd
Reactiesnelheid en reactietijd zijn onderling afhankelijke variabelen. De reactiesnelheid van een reactie bepa alt de tijd die nodig is om de reactie tot op zekere hoogte te voltooien.
Reactiesnelheid
Reactiesnelheid is gewoon de indicatie van de snelheid van de reactie. Daarom kan het worden beschouwd als een parameter die bepa alt hoe snel of hoe langzaam een reactie is. Natuurlijk zijn sommige reacties erg traag, dus we kunnen de reactie niet eens zien plaatsvinden, tenzij we ze heel lang observeren. Zo is gesteenteverwering door chemische processen een zeer langzame reactie, die in de loop van de jaren plaatsvindt. Daarentegen is de reactie van een stuk kalium met water zeer snel; waardoor er een grote hoeveelheid warmte wordt geproduceerd en het wordt beschouwd als een krachtige reactie.
Beschouw de volgende reactie waarbij reactanten A en B naar de producten C en D gaan.
a A + b B → c C + d D
De reactiesnelheid kan worden gegeven in termen van twee reactanten of producten.
Tarief=-(1/a) d[A]/dt=-(1/b) d[B]/dt=(1/c) d[C]/dt=(1/d) d[D]/dt
Hier zijn a, b, c en d stoichiometrische coëfficiënten van de reactanten en producten. Voor de reactanten wordt de snelheidsvergelijking geschreven met een minteken, omdat de producten afnemen naarmate de reactie vordert. Naarmate de producten toenemen, krijgen ze echter positieve signalen.
Chemische kinetiek is de studie van de reactiesnelheden, en er zijn veel factoren die de snelheid van de reactie beïnvloeden. Deze factoren zijn concentraties van de reactanten, katalysatoren, temperatuur, oplosmiddeleffecten, pH, soms de productconcentraties, enz. Deze factoren kunnen worden geoptimaliseerd om de maximale reactiesnelheid te hebben of kunnen worden aangepast om de vereiste reactiesnelheden te manipuleren. Als we de snelheidsvergelijking schrijven met betrekking tot de reactant A voor de hierboven gegeven reactie, zal het als volgt zijn.
R=-K [A]a [B]b
In deze reactie is k de snelheidsconstante. Het is een evenredigheidsconstante, die afhangt van de temperatuur. De snelheid en de snelheidsconstante van een reactie kunnen worden gevonden door experimenten.
Reactietijd
Wanneer een of meer reactanten worden omgezet in producten, kunnen ze verschillende modificaties en energieveranderingen ondergaan. De chemische bindingen in de reactanten breken en nieuwe bindingen worden gevormd, om producten te genereren die totaal anders zijn dan de reactanten. Dit soort chemische modificatie staat bekend als chemische reactie. De tijd die nodig is om een reactie tot op zekere hoogte te voltooien, staat bekend als reactietijd. De tijd hangt af van verschillende factoren die de reactie beïnvloeden. De deeltjesgrootte van reactanten, concentraties, hun fysieke toestand, temperatuur en druk zijn bijvoorbeeld enkele van de factoren die de tijd beïnvloeden om een reactie te voltooien. Behalve voor de voltooiingstijd van de reactie, kunnen we de tijd gedurende de reactie meten. We kunnen bijvoorbeeld de halve reactietijd meten. Daarom is er geen specifieke definitie voor reactietijd. In plaats daarvan meten we de tijd op basis van onze experimentbehoeften.
Wat is het verschil tussen reactiesnelheid en reactietijd?
• Reactiesnelheid bepa alt hoe snel of hoe langzaam de reactie is. Reactietijd is de tijd die nodig is om een reactie tot op zekere hoogte te voltooien.
• Als de reactiesnelheid voor een bepaalde reactie hoog is, is de reactietijd laag. Ook als de reactiesnelheid laag is, zal de reactietijd langer zijn.
