Hastighetsbestemmende

Hastighetsbestemmende er et begrep innen kjemisk kinetikk som beskriver det langsomste trinnet i en flertrinnsreaksjon. Dette trinnet begrenser i praksis den samlede reaksjonshastigheten, og det har ofte den høyeste aktiveringsenergien og den laveste hastighetskonstanten i mekanismen. Dersom flere trinn har lignende hastigheter, kan ingen enkelt trinn tydelig være hastighetsbestemmende, og kinetikken blir mer kompleks.

Den observerte hastigheten til reaksjonen samsvarer ofte med hastigheten til det hastighetsbestemmende trinnet. For en mekanisme A → B → C vil den overordnede hastigheten i prinsippet være avhengig av hastighetsbestemmelsens trinns konstanter, og bruken av steady-state- eller forutgående likevektsantagelser kan gi et uttrykk som involverer konsentrasjonene til reaktanter og mellomprodukter.

Det hastighetsbestemmende steget påvirker hvordan katalysatorer og reaksjonsmekanismer virker. Endring av et katalysatortrinn som utgjør det langsomme leddet, kan endre hele reaksjonens hastighet og dermed katalysatorens effektivitet.

Eksempler inkluderer SN1-reaksjoner hvor det langsomme steget er dannelsen av et karbokation, mens det raske trinnet involverer reaksjonen med nukleofil. I enzymkatalyserte reaksjoner er ofte den tregeste kjemiske konverteringen eller frigjøringen av produktet det begrensende steget.

Viktige metoder for å identifisere det hastighetsbestemmende steget er å undersøke hvordan hastighetsloven avhenger av konsentrasjonene (reaksjonsordren), isotopisk effekt og temperaturavhengighet. Begrensninger oppstår når forutgående likevekt eller rask likevekt påvirker trinnet, eller når flere trinn har lignende hastighet.