שיעור תגובה לעומת זמן תגובה
קצב התגובה וזמן התגובה הם משתנים תלויים זה בזה. קצב התגובה של תגובה קובע את הזמן שייקח להשלים את התגובה במידה מסוימת.
שיעור תגובה
שיעור התגובה הוא פשוט האינדיקציה למהירות התגובה. לכן, ניתן להתייחס אליו כאל פרמטר שקובע כמה מהר או איטית תגובה. באופן טבעי, חלק מהתגובות הן איטיות מאוד, כך שאנו אפילו לא יכולים לראות את התגובה מתרחשת אלא אם כן אנו צופים בה במשך זמן רב מאוד. למשל בלייית סלעים בתהליכים כימיים היא תגובה איטית מאוד, המתרחשת לאורך השנים.לעומת זאת, התגובה של פיסת אשלגן עם מים מהירה מאוד; לפיכך, מייצר כמות גדולה של חום וזה נחשב כתגובה נמרצת.
שקול את התגובה הבאה שבה המגיבים A ו-B הולכים למוצרים C ו-D.
a A + b B → c C + d D
ניתן לתת את שיעור התגובה במונחים של כל אחד משני מגיבים או מוצרים.
Rate=-(1/a) d[A]/dt=-(1/b) d[B]/dt=(1/c) d[C]/dt=(1/d) d[D]/dt
כאן, a, b, c ו-d הם מקדמים סטוכיומטריים של המגיבים והתוצרים. עבור המגיבים, משוואת הקצב כתובה בסימן מינוס, מכיוון שהתוצרים הולכים ומתרוקנים ככל שהתגובה מתקדמת. עם זאת, ככל שהמוצרים גדלים, הם מקבלים סימנים חיוביים.
קינטיקה כימית היא חקר קצבי התגובה, וישנם גורמים רבים המשפיעים על מהירות התגובה. גורמים אלו הם ריכוזי המגיבים, זרזים, טמפרטורה, השפעות ממס, pH, לפעמים ריכוזי המוצר וכו'.ניתן לבצע אופטימיזציה של גורמים אלה כדי לקבל את קצב התגובה המקסימלי או שניתן להתאים אותם כדי לתפעל את קצבי התגובה הנדרשים. אם נכתוב את משוואת הקצב ביחס למגיב A עבור התגובה הנתונה לעיל, היא תהיה כדלקמן.
R=-K [A]a [B]b
בתגובה זו, k הוא קבוע הקצב. זהו קבוע מידתיות, שתלוי בטמפרטורה. ניתן למצוא את הקצב ואת קבוע הקצב של תגובה על ידי ניסויים.
זמן תגובה
כאשר מגיבים אחד או יותר הופכים למוצרים, הם עשויים לעבור שינויים ושינויי אנרגיה שונים. הקשרים הכימיים במגיבים נשברים ונוצרים קשרים חדשים, כדי ליצור מוצרים, שהם שונים לחלוטין מהמגיבים. סוג זה של שינוי כימי ידוע בתור תגובה כימית. הזמן שלוקח להשלמת תגובה במידה מסוימת ידוע כזמן תגובה. הזמן תלוי בגורמים שונים המשפיעים על התגובה.לדוגמה, גודל החלקיקים של מגיבים, ריכוזים, מצבם הפיזי, הטמפרטורה והלחץ הם חלק מהגורמים המשפיעים על הזמן להשלמת תגובה. מלבד זמן השלמת התגובה, אנו יכולים למדוד זמן לאורך כל התגובה. לדוגמה, אנו יכולים למדוד את חצי זמן התגובה. לכן, אין הגדרה ספציפית לזמן תגובה. במקום זאת, אנו מודדים זמן בהתאם לצרכי הניסוי שלנו.
מה ההבדל בין קצב התגובה לזמן התגובה?
• קצב התגובה קובע כמה מהר או איטית התגובה. זמן תגובה הוא הזמן שלוקח להשלמת תגובה במידה מסוימת.
• אם קצב התגובה גבוה עבור תגובה מסוימת, אז זמן התגובה נמוך. כמו כן, אם קצב התגובה נמוך, אז זמן התגובה יהיה ארוך יותר.
