Кинетиката или скоростта на химичните реакции представляват една от най-сложните теми, пред които са изправени студентите по химия и гимназия. Скоростта на химическа реакция описва как концентрациите на продуктите и реагентите се променят с времето. С течение на реакцията скоростта има тенденция да намалява, тъй като вероятността от сблъсък между реагентите става прогресивно по-ниска. Следователно химиците са склонни да описват реакциите с тяхната "начална" скорост, която се отнася до скоростта на реакцията през първите няколко секунди или минути.
По принцип химиците представляват химически реакции във формата
aA + bB ---> cD + dD,
където A и B представляват реагенти, C и D представляват продукти и a, b, c и d представляват съответните им коефициенти в балансираното химично уравнение. Уравнението на скоростта за тази реакция е тогава
скорост = (-1 ÷ a) d ÷ dt = (-1 ÷ b) d ÷ dt = (1 ÷ c) d ÷ dt = (1 ÷ d) d ÷ dt,
където квадратните скоби означават концентрацията на реагента или продукта; a, b, c и d представляват коефициентите от балансираните химични уравнения; и t представлява време.
Напишете балансирано химическо уравнение за изследваната реакция. Като пример, разгледайте реакцията на водороден пероксид, H2O2, разлагащ се до вода, H2O и кислород, O2:
H2O2 (2) ---> H2O (2) + O2.
„Балансираните“ реакции съдържат еднакъв брой от всеки тип атом от лявата и дясната страна на стрелката. В този случай и двете страни съдържат четири водородни атома и два кислородни атома.
Конструирайте уравнението на скоростта въз основа на уравнението, дадено във въвеждането. Продължаване на примера от стъпка 1:
скорост = - (1 ÷ 2) d ÷ dt = (1 ÷ 2) d ÷ dt = (1 ÷ 1) d ÷ dt.
Заменете данните за концентрацията и времето в уравнението от стъпка 2 въз основа на информацията, налична в проблема или получена по време на експеримент. Например, за реакцията, описана по-горе, приемете, че са получени следните данни:
време (и), (М) 0, 0.250 10, 0.226
Тези данни показват, че след 10 секунди концентрацията на водороден прекис намалява от 0,250 мола на литър до 0,226 мола на литър. След това уравнението на скоростта става
скорост = - (1 ÷ 2) d ÷ dt = - (1 ÷ 2) (0,226 - 0,250) ÷ 10 = 0,0012 M / s.
Тази стойност представлява началната скорост на реакцията.