Преглед на кода на Скорост на химичната реакция


'''Скоростта на химичната реакция''' характеризира колко бързо протича превръщането на едуктите (изходните вещества) в продукти. За дадена необратима [[химическа реакция|реакция]] между изходните вещества A и B до продуктите C и D:

<math>{\mathit{\nu_A}A} + {\mathit{\nu_B}B} \rightarrow {\mathit{\nu_C}C} + {\mathit{\nu_D}D}</math>

скоростта на химичната реакция ''r'' може да се дефинира по следния начин:

<math> r = \frac{\mathrm d \xi}{V \mathrm d t} = - \frac{1}{\nu_ \mathrm A} \frac{\mathrm d[\mathrm A ]}{\mathrm d t} = -\frac{1}{\nu_ \mathrm B} \frac{\mathrm d[\mathrm B ]}{\mathrm d t}= \frac{1}{\nu_ \mathrm C} \frac{\mathrm d[\mathrm C ]}{\mathrm d t}= \frac{1}{\nu_ \mathrm D} \frac{\mathrm d[\mathrm D ]}{\mathrm d t}</math>

* <math>{\mathit{\nu_A}},{\mathit{\nu_B}}, ...</math> – [[Стехиометрия#Стехиометричен_коефициент|стехиометричният коефициент]] на компонента i
* <math>[\mathrm A ], [\mathrm B ], ...</math> - [[състав на смес#Моларност|моларната концентрация]] на компонента i (<math>=\mathrm C_A , \mathrm C_B , ...</math>)
* <math>t</math> – време
* <math>d\xi_i = \frac{dn_i}{\nu_i}</math> – степен на извършване на реакцията, изразена чрез някой от компонентите i
* <math>n_i</math> – количеството вещество от компонента i (броят на моловете)
* <math>V</math> – обем на реакционната смес

Скоростта на химичната реакция ''r'' има измерение <math>\frac{mol_i}{m^3 \cdot s}</math>. Тя е пропоционална на концентрациите на изходните вещества (т. нар. '''„закон за действие на масите“'''):

<math>r = k \cdot {\mathit{C_A}^{\nu_A}} \cdot {\mathit{C_B}^{\nu_B}} </math>

където ''k'' е скоростната константа. Колкото по-висока стойност има ''k'', толкова по-бързо протича реакцията. Някои вещества могат да увеличават скоростта на реакцията, те се наричат [[катализатор]]и. Други може да я забавят, те се наричат [[инхибитор на реакция|инхибитор]]и. Скоростта на химичната реакция е от значение при оразмеряването на [[химически реактор|химически реактори]] и др.

Горната дефиниция на скоростта на химичната реакция се използва предимно за реакции в течна среда и с приблизително константен обем. При процеси с участието на газове може да е от предимство използването например на [[парциално налягане|парциалните налягания]] ''p<sub>i</sub>'' на газовете вместо моларните концентрации ''C<sub>i</sub>''. Също така е възможно скоростта да се дефинира не с [[обем]]а ''V'' , а с [[маса]] (напр. на катализатор) или повърхност при хетерогенни реакции.

== Зависимост от температурата ==

Скоростта на химичната реакция се променя с [[температура]]та (обикновено нараства). Зависимостта ѝ от температурата се задава с т. нар. уравнение на Арениус. 

Виж [[Уравнение на Арениус]]

== Обратима реакция ==

Ако реакцията е обратима (т.е. продуктите C и D могат да реагират до A и B):

<math>{\mathit{\nu_A}A} + {\mathit{\nu_B}B} \leftrightarrow {\mathit{\nu_C}C} + {\mathit{\nu_D}D}</math>

тогава може да се дефинират скорост на правата реакция ''r<sub>f</sub>'' и скорост на обратната реакция  ''r<sub>b</sub>''. 

<math>r_f = k_f \cdot {\mathit{C_A}^{\nu_A}} \cdot {\mathit{C_B}^{\nu_B}} </math>

<math>r_b = k_b \cdot {\mathit{C_C}^{\nu_C}} \cdot {\mathit{C_D}^{\nu_D}} </math>

При достигане на [[химично равновесие|равновесие]] двете скорости се изравняват. Съотношението на техните скоростни константи се нарича '''равновесна константа''':

<math>K = \frac {k_f}{ k_b} =  \frac { {\mathit{C_C}^{\nu_C}} \cdot {\mathit{C_D}^{\nu_D}} } { {\mathit{C_A}^{\nu_A}} \cdot {\mathit{C_B}^{\nu_B}} }</math>

Виж [[Равновесна константа]]

== Порядък на реакцията ==

За реакция със скорост:

<math>r = k \cdot {\mathit{C_A}^{\nu_A}} \cdot {\mathit{C_B}^{\nu_B}} </math>

сумата от [[степенуване|степенните показатели]] (стехиометричните коефициенти) в скоростното уравнение <math> \nu_A + \nu_B </math> се нарича '''порядък на реакцията'''. Действителният порядък на реакцията не винаги отговаря на сумата от стехиометричните коефициенти, тъй като реалният механизъм на реакцията може да е по-сложен, но формално е удобно скоростта ''r'' да се дефинира по този начин (т. нар. формален порядък).

=== Реакции от нулев порядък ===
<math>r = k \cdot {\mathit{C_A}^{0}} \cdot {\mathit{C_B}^{0}} = k </math>

При тези реакции скоростта не зависи от концентрацията на веществата.
=== Реакции от първи порядък ===
<math>r = k \cdot {\mathit{C_A}^{1}} \cdot {\mathit{C_B}^{0}} = k \cdot {\mathit{C_A}}</math>

При реакциите от първи порядък скоростта е пропорционална (само) на концентрацията на един от компонентите. Пример за реакция от първи порядък е [[радиоактивен разпад|радиоактивният разпад]]. 
=== Реакции от втори порядък ===
<math>r = k \cdot {\mathit{C_A}^{1}} \cdot {\mathit{C_B}^{1}} = k \cdot {\mathit{C_A}} \cdot {\mathit{C_B}}</math>


== Вижте също ==
* [[Ензим#Ензимна кинетика|Ензимна кинетика]]


[[Категория:Химични реакции]]