reactiesnelheid

Reactiesnelheid is de snelheid waarmee de concentratie van reactanten afneemt of die van producten toeneemt tijdens een chemische reactie. In algemene vorm kan dit worden uitgedrukt als v = - (1/ν_A) d[A]/dt = (1/ν_B) d[B]/dt = …; vaak wordt v ook uitgedrukt als d[P]/dt wanneer de productcoëfficiënt 1 is. De eenheid is doorgaans mol per liter per seconde (mol/L/s).

Factoren die reactiesnelheid beïnvloeden zijn onder meer de concentraties van de reagerende stoffen, temperatuur, de aanwezigheid van een katalysator, het oppervlak van de reagerende fase, en bij gasreacties de druk en menging. Hogere concentraties en hogere temperaturen verhogen doorgaans de botsingskans en/of activeringsenergie die moet worden overwonnen; katalysatoren verlagen die activeringsbarrière. Bij oppervlaktereacties speelt het oppervlak en de verdelingsgraad een belangrijke rol.

Kinetiek en wetten: De snelheid wordt vaak beschreven met een differentiële snelheidswet v = k [A]^m [B]^n, waarbij m en n de orde van de reactie met betrekking tot A en B aangeven. De som m+n geeft de totale orde van de reactie en hoeft niet overeen te komen met de stoichiometrische coëfficiënten. De constante k is temperatuurafhankelijk en volgt de Arrhenius-relatie k = A exp(-Ea/RT).

Metingen en toepassingen: De snelheid wordt vaak experimenteel bepaald met de initiële-snelheid-methode of door de concentratie over de tijd te monitoren (bijvoorbeeld met spectroscopie, titratie of drukmetingen). In chemische industrie, milieuonderzoek en farmaceutica wordt de reactiesnelheid gebruikt voor reactorontwerp, kwaliteitscontrole en interpretatie van mechanistische processen.

Mechanistisch kan de snelheid worden beïnvloed door een kinetisch beperkende stap in het reactie-mechanisme, wat inzicht geeft in de werking, selectiviteit en efficiëntie van processen.