reaktsioonikiirust

Reaktsioonikiirus ehk reaktsiooni kiirus kirjeldab, kui kiiresti reagendid muunduvad toodeteks. Keskmine kiirus ajavahemikul Δt on r = -Δ[A]/Δt = Δ[B]/Δt, kus A on reagend ja B on toode. Üldine vorm on r = -(1/a) d[A]/dt = (1/b) d[B]/dt, kus a ja b on reaktsiooni stoichiometric koefitsientid. Enamasti väljendatakse kiirust mol L^-1 s^-1 (M s^-1). Instantskiirus võib ajas muutuda.

Kiirusvõrrand ja reaktsioonijärg: Reaktsioonikiirus sõltub kontsentratsioonidest r = k[A]^m[B]^n, kus m ja n on reaktsiooni järk ning k on kiiruskonstant. Järkude kogum määrab edenemise kiiruse. Temperatuuriga k suureneb; seda kirjeldab Arrheniuse võrrand: k = A e^(-Ea/RT). Ea on aktiveerimise energia, R gaavi konstant ja T temperatuur (Kelvinis). Katalüütid vähendavad Ea ja seeläbi suurendavad kiirust.

Mõjutavad tegurid: Reagendi kontsentratsioonide suurenemine tavaliselt kiirust suurendab; temperatuur tõstab molekulide energia ja ületamisteede tõenäosust; katalüütid kiirendavad reageerimist; pindala, lahusti omadused, rõhk (gaasireaktsioonides) ning iooniline tugevus võivad samuti kiirust mõjutada.

Mehhanism: Reaktsiooni kiirus võib olla määratud kiiruse-determinantse sammu järgi või mitme sammu järjestuse kaudu. Kui on lihtne üks samm, kehtib r = k[A]^m[B]^n; keerukamates süsteemides võib r sõltuda mitmest sammust ja mehhanismist.

Mõõtmine ja rakendus: Reaktsioonikiirust hinnatakse kontsentratsioonimuutuste või gaaside tekke jälgimisega. Meetodid hõlmavad spektroskoopiat (UV-Vis), titrimist või massespektromeetrit, mis võimaldavad modelleerida ja optimeerida protsesse ning hinnata reaktsiooni mehhanismi. Esimese järgu reaktsioonide puhul t1/2 = ln(2)/k.