Ķīmiskās reakcijas var klasificēt, ņemot vērā to reakciju kinētika, reakcijas ātrumu izpēte.
Kinētiskā teorija apgalvo, ka visas vielas minūtes daļiņas atrodas pastāvīgā kustībā un vielas temperatūra ir atkarīga no šīs kustības ātruma. Palielinātu kustību papildina paaugstināta temperatūra.
Vispārējā reakcijas forma ir:
aA + bB → cC + dD
Reakcijas tiek klasificētas kā nulles kārtas, pirmās kārtas, otrās kārtas vai jauktas kārtas (augstākas kārtas) reakcijas.
Galvenās izņemtās lietas: reakcijas rīkojumi ķīmijā
- Ķīmiskajām reakcijām var piešķirt reakciju secības, kas apraksta to kinētiku.
- Pasūtījumu veidi ir nulles kārtas, pirmās kārtas, otrās kārtas vai jauktās kārtas.
- Nulles pakāpes reakcija notiek ar nemainīgu ātrumu. Pirmās kārtas reakcijas ātrums ir atkarīgs no viena reaģenta koncentrācijas. Otrās kārtas reakcijas ātrums ir proporcionāls reaģenta vai divu reaģentu koncentrācijas produkta koncentrācijas kvadrātam.
Zero-Order reakcijas
Nulles kārtas reakcijām (ja kārtība = 0) ir nemainīgs ātrums. Nulles pakāpes reakcijas ātrums ir nemainīgs un nav atkarīgs no reaģentu koncentrācijas. Šis ātrums nav atkarīgs no reaģentu koncentrācijas. Likmes likums ir:
ātrums = k, kur k ir M / sektora vienības.
Pirmās kārtas reakcijas
Pirmās kārtas reakcijai (ja secība = 1) ir ātrums, kas proporcionāls viena reaģenta koncentrācijai. Pirmās kārtas reakcijas ātrums ir proporcionāls viena reaģenta koncentrācijai. Izplatīts pirmās kārtas reakcijas piemērs ir radioaktīvā sabrukšana, spontāns process, caur kuru nestabils atomu kodols sadalās mazākos, stabilākos fragmentos. Likmes likums ir:
likme = k [A] (vai B, nevis A), ar k ir sekundes vienības-1
Otrās kārtas reakcijas
Otrās kārtas reakcijai (ja secība = 2) ir ātrums, kas proporcionāls viena reaģenta vai divu reaģentu koncentrācijas reizinājuma kvadrāta koncentrācijai. Formula ir šāda:
likme = k [A]2 (vai aizstāj B ar A vai k, reizinot ar A koncentrāciju un B koncentrāciju) ar ātruma konstantes M vienībām-1sek-1
Jauktas vai augstākas kārtas reakcijas
Jauktas kārtas reakcijām ir dalīta secība pēc to ātruma, piemēram:
likme = k [A]1/3
Faktori, kas ietekmē reakcijas ātrumu
Ķīmiskā kinētika paredz, ka ķīmiskās reakcijas ātrumu palielinās faktori, kas palielina kinētiku reaģentu enerģija (līdz punktam), kas palielina varbūtību, ka reaģenti mijiedarbosies ar katru citi. Līdzīgi var gaidīt, ka faktori, kas samazina reaģentu sadursmes iespēju savā starpā, pazemina reakcijas ātrumu. Galvenie faktori, kas ietekmē reakcijas ātrumu, ir:
- Reaģentu koncentrācija: augstāka reaģentu koncentrācija rada vairāk sadursmju vienā laika vienībā, kas palielina reakcijas ātrumu (izņemot nulles kārtas reakcijas).
- Temperatūra: Parasti temperatūras paaugstināšanos papildina reakcijas ātruma palielināšanās.
- Klātbūtne katalizatori: Katalizatori (piemēram, fermenti) samazina ķīmiskās reakcijas aktivizācijas enerģiju un palielina ķīmiskās reakcijas ātrumu, netērējot to procesā.
- Reaģentu fiziskais stāvoklis: Reaģenti tajā pašā fāzē var nonākt saskarē ar termiskās iedarbības palīdzību, bet virsmas laukums un uzbudinājums ietekmē reakcijas starp reaģentiem dažādās fāzēs.
- Spiediens: reakcijām, kurās iesaistītas gāzes, spiediena paaugstināšana palielina sadursmes starp reaģentiem, palielinot reakcijas ātrumu.
Lai gan ķīmiskā kinētika var paredzēt ķīmiskās reakcijas ātrumu, tā nenosaka reakcijas norises pakāpi.