Szybkość reakcji

Szybkość reakcji to zmiana stężenia reagenta w czasie. Równanie kinetyczne pokazuje, jak zależy ona od stężeń substratów.

W zakresie podstawowym nie ma wzorów z tego działu: wszystkie są z rozszerzenia.

W tym dziale nie ma wzorów z zakresu podstawowego

Wszystkie wzory działu należą do rozszerzenia albo są spoza podstawy programowej.

W tym dziale nie ma wzorów z klas 7–8

Wszystkie wzory działu należą do liceum i technikum.

Szybkość reakcji

średnia szybkość reakcji: $v = \frac{Δ c}{Δ t}$; zakres rozszerzony, wzór kluczowy; gdzie:
$v$ szybkość reakcji $mol/ (d m^{3} \cdot s)$
$Δ c$ zmiana stężenia reagenta (wartość bezwzględna) $mol/d m^{3}$
$Δ t$ czas, w którym zmieniło się stężenie $s$
Strona wzoru: przekształcenia i jednostki
równanie kinetyczne: $v = k [A]^{a} [B]^{b}$; zakres rozszerzony; gdzie:
$v$ szybkość reakcji $mol/ (d m^{3} \cdot s)$
$k$ stała szybkości reakcji (jednostka zależy od rzędu reakcji)
$[A]$ stężenie molowe substratu A $mol/d m^{3}$
$a$ rząd reakcji względem A
$[B]$ stężenie molowe substratu B $mol/d m^{3}$
$b$ rząd reakcji względem B
Strona wzoru: przekształcenia i jednostki
reakcja pierwszego rzędu: $ln \frac{c _{0}}{c} = k t$; studia (I–II rok); gdzie:
$c_{0}$ stężenie początkowe substratu $mol/d m^{3}$
$c$ stężenie substratu po czasie t $mol/d m^{3}$
$k$ stała szybkości reakcji pierwszego rzędu $1/s$
$t$ czas reakcji $s$
Strona wzoru
okres półtrwania reakcji pierwszego rzędu: $t_{1/2} = \frac{ln 2}{k}$; studia (I–II rok); gdzie:
$t_{1/2}$ okres półtrwania: czas, po którym przereaguje połowa substratu $s$
$k$ stała szybkości reakcji pierwszego rzędu $1/s$
Strona wzoru: przekształcenia i jednostki
równanie Arrheniusa: $k = A e^{- \frac{E _{a}}{RT}}$; studia (I–II rok); gdzie:
$k$ stała szybkości reakcji
$A$ czynnik przedwykładniczy (ta sama jednostka co k)
$E_{a}$ energia aktywacji $J/mol$
$R$ stała gazowa, ok. 8,314 $J/ (mol \cdot K)$
$T$ temperatura w skali Kelvina $K$
Strona wzoru

Prawa i uwagi

Rząd reakcji

Wykładniki a i b w równaniu kinetycznym to rzędy reakcji względem substratów A i B; wyznacza się je doświadczalnie, nie z równania reakcji. Ich suma to całkowity rząd reakcji. Gdy stężenie A rośnie dwa razy, szybkość rośnie 2ᵃ razy.

Symbole i jednostki

symbol	znaczenie	jednostka	nazwa
$v$	szybkość reakcji	$mol/ (d m^{3} \cdot s)$	mol na decymetr sześcienny razy sekunda
$Δ c$	zmiana stężenia reagenta (wartość bezwzględna)	$mol/d m^{3}$	mol na decymetr sześcienny
$Δ t$	czas, w którym zmieniło się stężenie	$s$	sekunda
$k$	stała szybkości reakcji (jednostka zależy od rzędu reakcji)	zależy od rzędu reakcji
$[A]$	stężenie molowe substratu A	$mol/d m^{3}$	mol na decymetr sześcienny
$[B]$	stężenie molowe substratu B	$mol/d m^{3}$	mol na decymetr sześcienny
$a$	rząd reakcji względem A	$-$	bez jednostki
$b$	rząd reakcji względem B	$-$	bez jednostki
$c_{0}$	stężenie początkowe substratu	$mol/d m^{3}$	mol na decymetr sześcienny
$c$	stężenie substratu po czasie t	$mol/d m^{3}$	mol na decymetr sześcienny
$t$	czas reakcji	$s$	sekunda
$t_{1/2}$	okres półtrwania: czas, po którym przereaguje połowa substratu	$s$	sekunda
$A$	czynnik przedwykładniczy (ta sama jednostka co k)	jak stała szybkości
$E_{a}$	energia aktywacji	$J/mol$	dżul na mol
$R$	stała gazowa, ok. 8,314	$J/ (mol \cdot K)$	dżul na mol razy kelwin
$T$	temperatura w skali Kelvina	$K$	kelwin

Oznaczenia

zakres rozszerzony: matura z chemii jest tylko na poziomie rozszerzonym
studia (I–II rok): wzór z pierwszych dwóch lat studiów technicznych, poza programem szkoły
wzór kluczowy: najczęściej potrzebny na sprawdzianach i maturze; zakreślony na ekranie, z gwiazdką na wydruku

Zakres wynika z wymagań podstawy programowej; numery wymagań są na stronie każdego wzoru.