Reagointinopeus

Reagointinopeus, eli reaktionopeus, kuvaa sitä, kuinka nopeasti reaktiossa olevien aineiden pitoisuudet muuttuvat ajan funktiona. Esimerkiksi A → tuotteet -reaktiossa nopeus voidaan määritellä v = -d[A]/dt. Reagointinopeus voi olla hetkellinen (infinitesimaalinen) arvo tai keskimääräinen arvo tietyn ajanjakson yli. Yleensä yksiköt ovat mol/L/s.

Reagointinopeuslaki (rate law) ilmaisee riippuvuuden reaktionopeudesta reagoivien pitoisuuksien mukaan: v = k [A]^m [B]^n ..., missä k on nopeusvakio ja m sekä n ovat reagoivien aineiden järjestykset. Kokonaisjärjestys on m + n. Järjestykset voivat olla arvoja kuten nolla, yksi tai kaksi, mutta ne voivat myös olla ei-kerrannollisia ja riippua reaktiomekanismista.

Nopeusvakio k riippuu lämpötilasta Arrhenius-yhtälöllä: k = A exp(-Ea/(R T)). Tässä A on esivakio, Ea aktivaatioenergia, R kaasuvakio ja T lämpötila Kelvin-asteina. Sitoutuminen lämpötilaan tarkoittaa, että pienikin lämpötilan muutos voi merkittävästi muuttaa reagointinopeutta.

Faktorit, jotka vaikuttavat reagointinopeuteen, ovat pitoisuudet, lämpötila, katalyytit, pinta-ala ( erityisesti heterogeenisissä reaktioissa), paine kaasureaktioissa sekä liuottimen ja ympäristön olosuhteet. Fotokemialliset reaktiot voivat olla riippuvaisia valaistuksesta.

Käytännössä reagointinopeuden määrittämiseksi käytetään mm. alkuperäisnopeusmenetelmää sekä diferentiaali- tai integroituja nopeuslakeja, joilla voidaan selvittää järjestys ja vakio kokeellisesti. Reagointinopeus liittyy läheisesti reaktion mekanismiin ja termodynaamisiin tekijöihin.