Химическите реакции могат да бъдат класифицирани въз основа на тяхната реакция кинетика, изследване на скоростта на реакцията.
Кинетичната теория гласи, че минутните частици на цялата материя са в постоянно движение и температурата на веществото зависи от скоростта на това движение. Увеличеното движение е придружено от повишена температура.
Общата реакционна форма е:
aA + bB → cC + dD
Реакциите се категоризират като реакции от нулев ред, първи ред, втори ред или смесен (по-висок ред) реакции.
Ключови заведения: Реакционни поръчки в химията
- Химичните реакции могат да бъдат назначени нареждания за реакция, които описват тяхната кинетика.
- Типовете поръчки са с нулев ред, първи ред, втори ред или смесен.
- Реакцията от нулев ред протича с постоянна скорост. Скоростта на реакция от първи ред зависи от концентрацията на един от реагентите. Скоростта на реакция от втори ред е пропорционална на квадрата на концентрацията на реагент или на продукта от концентрацията на два реагента.
Реакции с нулев ред
Реакциите от нулев ред (където ред = 0) имат постоянна скорост. Скоростта на реакцията от нулев ред е постоянна и не зависи от концентрацията на реагентите. Тази скорост не зависи от концентрацията на реагентите. Законът за тарифите е:
скорост = k, като k има единиците M / sec.
Реакции от първи ред
Реакцията от първи ред (където ред = 1) има скорост, пропорционална на концентрацията на един от реагентите. Скоростта на реакцията от първи ред е пропорционална на концентрацията на един реагент. Често срещан пример за реакция от първи ред е радиоактивен разпад, спонтанният процес, през който нестабилен атомно ядро разбива се на по-малки, по-стабилни фрагменти. Законът за тарифите е:
rate = k [A] (или B вместо A), като k има единиците на sec-1
Реакции от втори ред
Реакцията от втори ред (където ред = 2) има скорост, пропорционална на концентрацията на квадрата на един реагент или на продукта от концентрацията на два реагента. Формулата е:
скорост = k [A]2 (или заместител В за A или k, умножен по концентрацията на A, кратна на концентрацията на B), с единиците на константата на скоростта M-1секунда-1
Реакции със смесена или по-висока поръчка
Реакциите на смесения ред имат дробен ред за скоростта им, като например:
скорост = k [A]1/3
Фактори, влияещи на процента на реакция
Химическата кинетика прогнозира, че скоростта на химическа реакция ще бъде увеличена от фактори, които увеличават кинетиката енергия на реагентите (до точка), което води до повишена вероятност реагентите да взаимодействат с всеки друг. По същия начин, може да се очаква, че факторите, които намаляват вероятността реагентите да се сблъскат един с друг, да намалят скоростта на реакцията. Основните фактори, които влияят на скоростта на реакцията са:
- Концентрацията на реагентите: По-високата концентрация на реагенти води до повече сблъсъци за единица време, което води до повишена скорост на реакция (с изключение на реакции с нулев ред).
- Температура: Обикновено повишаването на температурата се придружава от увеличаване на скоростта на реакцията.
- Присъствието на катализатори: Катализаторите (като ензими) намаляват енергията на активиране на химическа реакция и увеличават скоростта на химична реакция, без да се изразходват в процеса.
- Физическото състояние на реагентите: Реактивите в една и съща фаза могат да влязат в контакт чрез термично действие, но повърхността и разбъркването влияят на реакциите между реагентите в различни фази.
- Налягане: При реакции, включващи газове, повишаването на налягането увеличава сблъсъците между реагентите, увеличавайки скоростта на реакцията.
Докато химическата кинетика може да предскаже скоростта на химическата реакция, тя не определя степента, в която реакцията протича.