Taxa de reacció vs temps de reacció
La velocitat de reacció i el temps de reacció són variables interdependents. La velocitat de reacció d'una reacció determina el temps que trigarà a completar la reacció fins a cert punt.
Taxa de reacció
La velocitat de reacció és simplement la indicació de la velocitat de la reacció. Per tant, es pot considerar com un paràmetre, que determina la rapidesa o la lentitud d'una reacció. Naturalment, algunes reaccions són molt lentes, de manera que ni tan sols podem veure la reacció que té lloc a menys que l'observem durant molt de temps. Per exemple, la meteorització de les roques per processos químics és una reacció molt lenta, que té lloc al llarg dels anys. En canvi, la reacció d'un tros de potassi amb l'aigua és molt ràpida; per tant, produeix una gran quantitat de calor i es considera una reacció vigorosa.
Considereu la següent reacció on els reactius A i B van als productes C i D.
a A + b B → c C + d D
La velocitat de la reacció es pot donar en termes de dos reactius o productes.
Taxa=-(1/a) d[A]/dt=-(1/b) d[B]/dt=(1/c) d[C]/dt=(1/d) d[D]/dt
Aquí, a, b, c i d són coeficients estequiomètrics dels reactius i productes. Per als reactius, l'equació de velocitat s'escriu amb un signe menys, perquè els productes s'esgoten a mesura que avança la reacció. Tanmateix, a mesura que els productes augmenten, reben signes positius.
La cinètica química és l'estudi de les velocitats de reacció, i hi ha molts factors que afecten la velocitat de la reacció. Aquests factors són les concentracions dels reactius, els catalitzadors, la temperatura, els efectes del dissolvent, el pH, de vegades les concentracions del producte, etc. Aquests factors es poden optimitzar per tenir la velocitat de reacció màxima o es poden ajustar per manipular les velocitats de reacció requerides. Si escrivim l'equació de velocitat en relació amb el reactiu A per a la reacció anterior, serà la següent.
R=-K [A]a [B]b
En aquesta reacció, k és la constant de velocitat. És una constant de proporcionalitat, que depèn de la temperatura. La velocitat i la constant de velocitat d'una reacció es poden trobar mitjançant experiments.
Temps de reacció
Quan un o més reactius es converteixen en productes, poden passar per diferents modificacions i canvis d'energia. Els enllaços químics dels reactius es trenquen i es formen nous enllaços, per generar productes, totalment diferents dels reactius. Aquest tipus de modificació química es coneix com a reacció química. El temps que triga a completar una reacció fins a un cert punt es coneix com a temps de reacció. El temps depèn de diversos factors que afecten la reacció. Per exemple, la mida de les partícules dels reactius, les concentracions, els seus estats físics, la temperatura i la pressió són alguns dels factors que afecten el temps per completar una reacció. A part del temps de finalització de la reacció, podem mesurar el temps durant tota la reacció. Per exemple, podem mesurar la meitat del temps de reacció. Per tant, no hi ha una definició específica del temps de reacció. Més aviat, mesurem el temps segons les necessitats de l'experiment.
Quina diferència hi ha entre la velocitat de reacció i el temps de reacció?
• La velocitat de reacció determina la velocitat o la lentitud de la reacció. El temps de reacció és el temps que triga a completar una reacció fins a cert punt.
• Si la velocitat de reacció és alta per a una reacció concreta, aleshores el temps de reacció és baix. A més, si la velocitat de reacció és baixa, el temps de reacció serà més llarg.
