Constanta de viteza

În cinetica chimică , constanta de viteză (sau coeficientul de viteză ) k este o măsură a vitezei unei reacții chimice .

Pentru o reacție elementară sau o etapă elementară între reactanții A și B , viteza de reacție depinde de concentrații. Viteza de reacție într-un reactor închis în timpul notat v (t) poate fi determinată de expresia:

{\ displaystyle v (t) = k (T) [A] ^ {m} [B] ^ {n}}

Aici constanta proporționalității k ( T ) este constanta vitezei reacției, care depinde de temperatură. [ A ] și [ B ] sunt concentrațiile de A și B . Exponenții m și n se numesc ordine de reacție parțiale . Acestea depind de mecanismul de reacție și pot fi determinate experimental.

Unități

Unitățile constantei de viteză depind de ordinea reacției generale. Dacă concentrațiile sunt exprimate în mol·L −1 (adesea prescurtat M), atunci:

pentru ordinea ( m + n ), constanta de viteză are unitățile mol 1− ( m + n ) · L ( m + n ) −1 · s −1 ;
pentru o reacție de ordine zero, constanta de viteză are unitățile mol·L −1 · s −1 (sau M · s −1 );
pentru o reacție de prim ordin, constanta de viteză are unitățile s −1 ;
pentru o reacție de ordinul al doilea, unitățile sunt L · mol −1 · s −1 (sau M −1 · s −1 );
iar pentru ordinul trei, unitățile sunt L 2 · mol −2 · s −1 (sau M −2 · s −1 ).

Dependența de temperatură

Se spune că coeficientul de viteză este constant, deoarece este independent de concentrațiile reactanților. Cu toate acestea, variază în funcție de temperatură ( T ), în mod normal în conformitate cu legea lui Arrhenius .

k = Ae ^ {{\ frac {-E _ {{\ mathrm a}}} {RT}}}

Aici E a este energia de activare și R este constanta universală a gazelor ideale . La temperatura T , funcția exponențială aici reprezintă fracțiunea coliziunilor moleculare care au o energie mai mare decât E a conform distribuției Boltzmann , astfel încât moleculele au suficientă energie pentru a reacționa. Se spune că A este factorul pre-exponențial sau factorul de frecvență (nu trebuie confundat cu reactivul A).

Reacții rapide

Constanta de viteză a unei reacții foarte rapide poate fi măsurată prin metoda saltului de temperatură .