hastighetskonstant

Hastighetskonstanten, betecknad k, är en parameter som avgör hur snabbt en kemisk reaktion fortskrider vid en given temperatur och tryck. Den ingår i reaktionshastighetslagen som relaterar hastigheten till koncentrationerna av reaktanter: v = k [A]^m [B]^n. Eftersom k påverkas av temperaturen och den underliggande mekanismen är k vanligtvis konstant endast under stabila förhållanden. Storleken på k ger insikt i hur lätt en specifik omvandling sker under de rådande förhållandena.

Reaktionshastighetsordningen bestäms experimentellt och betecknas av den totala ordningen n_tot = m+n, där m och n är reaktanternas individuella ordningar. En första ordningen innebär att hastigheten är proportionell mot koncentrationen av en reaktant, en andra ordningen innebär att hastigheten varierar med en kvadrat av koncentrationen, och en nollordningsreaktion har hastigheten oberoende av koncentrationen.

Temperaturens påverkan följer ofta Arrhenius-lagen: k = A exp(-Ea/(R T)). Ea är aktiveringsenergin och A kallas frekvensfaktorn. Genom att mäta k vid olika temperaturer kan man bestämma Ea och producera en Arrhenius-plot (ln k mot 1/T).

Bestämningen av k görs vanligtvis genom att analysera koncentrationsförändringar över tid. För första ordningen är ln[A] vs tid linjär; för andra ordningen är 1/[A] vs tid linjär. Pseudo-första-ordning används när ena koncentrationen är i mycket stort överskott.

Faktorer som påverkar k inkluderar temperatur, närvaro av katalysatorer eller lösningsmedel, tryck (speciellt för gaser) och den övergripande mekanismen. k är därför ett kontextberoende mått som speglar reaktionens kinetiska väg snarare än bara hastigheten i ett enskilt experiment.