Kinetikk, eller frekvenser av kjemiske reaksjoner, representerer et av de mest komplekse temaene som kjemistudenter på videregående skole og høyskoler står overfor. Hastigheten til en kjemisk reaksjon beskriver hvordan konsentrasjonen av produkter og reaktanter endrer seg med tiden. Når en reaksjon fortsetter, har frekvensen en tendens til å avta fordi sjansen for kollisjon mellom reaktanter gradvis blir lavere. Kjemikere har derfor en tendens til å beskrive reaksjoner med sin "første" hastighet, som refererer til reaksjonshastigheten i løpet av de første sekundene eller minuttene.
Generelt representerer kjemikere kjemiske reaksjoner i formen
aA + bB ---> cD + dD,
hvor A og B representerer reaktanter, representerer C og D produkter, og a, b, c og d representerer deres respektive koeffisienter i den balanserte kjemiske ligningen. Hastighetsligningen for denne reaksjonen er da
rate = (-1 ÷ a) d ÷ dt = (-1 ÷ b) d ÷ dt = (1 ÷ c) d ÷ dt = (1 ÷ d) d ÷ dt,
der firkantede parenteser angir konsentrasjonen av reaktanten eller produktet; a, b, c og d representerer koeffisientene fra de balanserte kjemiske ligningene; og t representerer tid.
Skriv en balansert kjemisk ligning for reaksjonen som undersøkes. Som et eksempel, vurder reaksjonen av hydrogenperoksyd, H2O2, dekomponering til vann, H2O og oksygen, O2:
H2O2 (2) ---> H2O (2) + O2.
En "balanserte" reaksjon inneholder samme antall av hver type atom på både venstre og høyre side av pilen. I dette tilfellet inneholder begge sider fire hydrogenatomer og to oksygenatomer.
Konstruer rate ligningen basert på ligningen gitt i introduksjonen. Fortsetter eksemplet fra trinn 1:
rate = - (1 ÷ 2) d ÷ dt = (1 ÷ 2) d ÷ dt = (1 ÷ 1) d ÷ dt.
Sett inn konsentrasjons- og tidsdataene i ligningen fra trinn 2 basert på informasjonen som er tilgjengelig i problemet eller oppnådd under et eksperiment. For eksempel, for reaksjonen beskrevet ovenfor, antar du at følgende data ble oppnådd:
tid (er), (M) 0, 0,250 10, 0,226
Disse dataene indikerer at konsentrasjonen av hydrogenperoksyd etter 10 sekunder falt fra 0,250 mol per liter til 0,226 mol per liter. Hastighetslikningen blir da
rate = - (1 ÷ 2) d ÷ dt = - (1 ÷ 2) (0,226 - 0,250) ÷ 10 = 0,0012 M / s.
Denne verdien representerer den første reaksjonshastigheten.