Keemilisi reaktsioone saab klassifitseerida nende reaktsioonide põhjal kineetika, reaktsioonikiiruste uurimine.
Kineetiline teooria väidab, et kogu aine pisiosakesed on pidevas liikumises ja aine temperatuur sõltub selle liikumise kiirusest. Suurenenud liikumisega kaasneb temperatuuri tõus.
Üldine reaktsioonivorm on:
aA + bB → cC + dD
Reaktsioonid liigitatakse nulljärjestuse, esimese järgu, teise järgu või segajärjekorra (kõrgema järgu) reaktsioonideks.
Võtmeisikud: keemia reageerimise korraldused
- Keemilistele reaktsioonidele võib määrata reaktsioonide järjekorrad, mis kirjeldavad nende kineetikat.
- Tellimuste tüübid on null-, esimese-, teise- või segajärjekord.
- Nulljärjestuse reaktsioon toimub ühtlase kiirusega. Esimese järgu reaktsioonikiirus sõltub ühe reagendi kontsentratsioonist. Teise järgu reaktsioonikiirus on võrdeline reagendi või kahe reagendi kontsentratsiooni produkti ruutkeskmisega.
Nulljärjestuse reaktsioonid
Nulljärjestuse reaktsioonidel (kus järjekord = 0) on püsiv kiirus. Nulljärjestuse reaktsiooni kiirus on konstantne ja sõltumatu reagentide kontsentratsioonist. See määr ei sõltu reagentide kontsentratsioonist. Maksuseadus on:
kiirus = k, kus k omab ühikuid M / sek.
Esimese astme reaktsioonid
Esimese astme reaktsiooni (kus järk = 1) kiirus on võrdeline ühe reagendi kontsentratsiooniga. Esimese järgu reaktsiooni kiirus on võrdeline ühe reagendi kontsentratsiooniga. Esimese astme reaktsiooni tavaline näide on radioaktiivne lagunemine, spontaanne protsess, mille kaudu ebastabiilne aatomituum puruneb väiksemateks, stabiilsemateks fragmentideks. Maksuseadus on:
määr = k [A] (või A asemel B), k-ga on sekundite ühikud-1
Teise järgu reaktsioonid
Teise järgu reaktsiooni korral (kui järk = 2) on kiirus, mis on võrdeline ühe reagendi või kahe reagendi kontsentratsiooni korrutise korrutisega. Valem on järgmine:
määr = k [A]2 (või A või k asendaja B, korrutatuna kontsentratsiooniga A ja B kontsentratsiooniga) kiiruskonstandi M ühikutega-1sek-1
Sega- või kõrgema astme reaktsioonid
Segajärjekorra reaktsioonide kiirusjärjestus on murdosa, näiteks:
määr = k [A]1/3
Reaktsioonikiirust mõjutavad tegurid
Keemiline kineetika ennustab, et keemilise reaktsiooni kiirust suurendavad kineetilist suurendavad tegurid reagentide energia (kuni punktini), mis suurendab tõenäosust, et reagendid reageerivad muud. Sarnaselt võib oodata reaktsioonikiiruse langust teguritest, mis vähendavad reagentide omavahelist kokkupõrget. Peamised reaktsioonikiirust mõjutavad tegurid on järgmised:
- Reagentide kontsentratsioon: Reagentide suurem kontsentratsioon põhjustab rohkem kokkupõrkeid ajaühiku kohta, mis põhjustab reaktsiooni kiiruse suurenemist (välja arvatud nullijärgse reaktsiooni korral).
- Temperatuur: Tavaliselt kaasneb temperatuuri tõusuga ka reaktsioonikiiruse tõus.
- Juuresolekul katalüsaatorid: Katalüsaatorid (näiteks ensüümid) alandavad keemilise reaktsiooni aktiveerimisenergiat ja suurendavad keemilise reaktsiooni kiirust ilma, et seda protsessi kulutataks.
- Reaktiivide füüsikaline olek: samas faasis olevad reagendid võivad kokku puutuda termilise toimega, kuid pindala ja loksutamine mõjutavad reageerimist reageerivate ainete vahel erinevates faasides.
- Rõhk: gaasidega seotud reaktsioonide korral suurendab rõhu tõstmine reagentide vahelisi kokkupõrkeid, suurendades reaktsiooni kiirust.
Kuigi keemiline kineetika suudab ennustada keemilise reaktsiooni kiirust, ei määra see reaktsiooni toimumise ulatust.