Kāds ir reakcijas ātrums?

Reakcijas ātrums ir ātrums, ar kādu reaģenti ķīmiskās reakcijas laikā pārvēršas produktos. Tā ir svarīga tēma ķīmijā, jo tā var sniegt daudz svarīgu ieskatu dažādu vielu dabā. Šis mērījums ir svarīgs arī nozarēs, kurām dažas ķīmiskas vielas jāražo lielā mērogā, jo reakcijām, kas rada šādas ķīmiskas vielas, ir jāattīstās pietiekami ātri. Dažas reakcijas var rasties gandrīz acumirklī, savukārt citām var paiet stundas, dienas vai pat gadi, lai tās tiktu pabeigtas. Akadēmikā reakcijas ātrums ir ķīmiskās kinētikas tēmas apakškopa, kas ir iekļauta fizikālās ķīmijas nosaukumā.

Ir daudz dažādu faktoru, kas var ietekmēt noteiktas reakcijas ātrumu, un reaģentu raksturs ir tikai viens. Temperatūra, piemēram, ir svarīga, jo augstāka temperatūra parasti izraisa reakcijas ātrāku progresu, nodrošinot vairāk enerģijas ķīmiskajai sistēmai. Reaģentu koncentrācija ir arī svarīgs reakcijas ātruma noteicošais faktors. Augstākas reaģentu koncentrācijas izraisa reaģentu savstarpēju sadursmi biežāk, tādējādi palielinot ātrumu, ar kādu tie reaģē viens ar otru.

Viens no svarīgākajiem faktoriem reakcijas ātruma noteikšanā, jo īpaši bioloģiskajās sistēmās, ir katalizatora klātbūtne. Katalizatori ir molekulas, kas palielina ātrumu, tās nepatērējot reakcijai. Viņi to dara, samazinot aktivācijas enerģiju, kas jāpārvar reakcijai, lai tā progresētu. Lai reakcija varētu progresēt līdz beigām, ir nepieciešams zināms enerģijas daudzums, un katalizatori samazina šo enerģijas daudzumu. Fermenti ir bioloģiski proteīni, kas ir absolūti nepieciešami lielākajai daļai dzīvības, jo daudzas svarīgas ķīmiskās reakcijas, kas notiek dzīvniekiem, bez tiem noritētu pārāk lēni.

Ir izstrādātas daudzas matemātiskas metodes, lai prognozētu un modelētu ķīmiskās reakcijas ātrumu. Šo aprēķinu pamatā parasti ir dažādu reaģentu koncentrācija, katalizatora klātbūtne un precīzs raksturs, kā arī temperatūra, lai gan var ņemt vērā arī citus faktorus. Daži eksperimentālie dati parasti ir nepieciešami, lai precīzi noteiktu vienādojumu, ko var izmantot, lai prognozētu ātrumu jebkurā brīdī. Vispārīgi runājot, ķīmiskā kinētika, reakcijas ātrums un ar tiem saistītā matemātika tiek mācīta vidusskolā un koledžā ķīmijā.