Nopeusmääräävä

Nopeusmääräävä ( rate-determining ) on termi, jota käytetään kemian ja biokemian kontekstissa kuvaamaan reaktiomekanismin hitainta vaihetta, jonka perusteella koko reaktiosta saadaan sen hidasnopeus. Kun useita askeleita tapahtuu peräkkäin, useimmiten ensimmäinen tai jokin myöhemmistä vaiheista kulkee huomattavasti hitaammin kuin muut, jolloin se määrittää reaktion kokonaissirronopeuden. Tämän vuoksi nopeusmääräävää vaihetta kutsutaan usein myös hitaimmaksi tai määrääväksi vaiheeksi.

Käytännössä nopeusmääräävä vaihe vaikuttaa siihen, millainen on reaktion havaittu nopeuslaki. Jos nopeus voidaan kirjoittaa suoraan tämän vaiheen mukaan, jolloin siitä riippuvat reaktioyhtälön tekijöiden kertoimet, niin kokonaisnopeus on tämän vaiheen nopeusvakion ja sen mukana mukana olevien välituotteiden konsentraatioista. Jos nopeusmääräävä vaihe sisältää välituotteita, niiden pitoisuudet saatetaan johtaa kiinteäravisteisiin tai tasapainotettuihin oletuksiin, kuten nopeaan tasapainoon tai pysähtyvään tilavuuteen, jotta saadaan käytännöllinen nopeuslaki.

Tavallisia esimerkkejä esiintyy esimerkiksi katalysoidussa tai biologisessa reagoimisessa, jossa useita vaiheita tapahtuu peräkkäin. Esimerkiksi reaktiossa, jossa A muuttuu ensin välituotteeksi B nopeasti ja sitten B reagoi hitaasti muiden kanssa, määräävä vaihe on B:n reaktio tai sen seuraava nopea vaihe. Eri olosuhteissa määräävä vaihe voi kuitenkin vaihtua, joten reaktiomekanismin tulkinnassa tärkeää on tarkastella, miten nopeudet muuttuvat lämpötilan, liuottimen ja katalyytin funktiona.

Rinnoin termiä käytetään yleisesti kemian lisäksi myös biokemiassa ja katalyysissä, missä monivaiheinen mekanismi on yleinen. Siitä huolimatta nopeusmääräävä käsite pysyy keskeisenä välineenä reaktioiden suunnittelussa ja analyysissä, kun etsitään keinot kiihdyttää tai säädellä kokonaistulosta.