Kaj je kemična kinetika?

Kemijska kinetika je študija kemijskih reakcij in njihovega spreminjanja glede na različne pogoje. Primarna določitev učinkov kemične reakcije je večinoma zunaj dejanske sestave snovi. Kemijska kinetika preučuje te pogoje, da bi ugotovila, kako in zakaj pride do reakcije. Primarna uporabna uporaba znanosti je ustvarjanje učinkovitih, nedestruktivnih in nezastrupljivih reakcij za uporabo v proizvodnji, predelavi materialov in farmacevtski industriji. Kljub temu je večina tega področja čista znanost in raziskave.

Osnovne metode in odzive med kemično reakcijo določa kemikalija sama. Ne glede na to, kateri pogoji so prisotni, nekateri materiali ne reagirajo z drugimi kemikalijami ali okoljskimi dejavniki. To je izhodišče, ki ga uporablja kemična kinetika. Ko je reakcija razumljena v nadzorovanem okolju, lahko spremembe reakcije neposredno pripišemo spremembam pogojev poskusa.

Poleg tega, kaj je v resnici začetna snov, bosta v kemični kinetiki pomembna dejavnika tudi stanje in koncentracija snovi. Ta dva dejavnika sta neposredno povezana s stanjem začetnega materiala in ne z okoljem. Stanje materiala se nanaša na to, ali je trdna, tekoča ali plinasta. Koncentracija je količina reaktanta v primerjavi z drugo snovjo ali prostornino. To je lahko izraženo kot „delov na 1,000 X kemikalije“ ali kot odstotek prostora, uporabljenega v eksperimentalnem območju.

Koncentracija snovi je zelo pomembna za kemijsko kinetiko iz dveh razlogov. Prvič, večja kot je količina reaktantov, hitrejša bo reakcija. To je bil eden prvih večjih prebojev na tem področju in se pogosto šteje za rojstno točko discipline. Drugi pomemben učinek je v zvezi s kemično interakcijo. Če je koncentracija dveh reaktantov v tretji nereaktivni snovi zelo nizka, bo trajalo opazno veliko časa, da se oba reaktanta dejansko srečata.

Poleg fizikalnih lastnosti materiala je velik del kemijske kinetike tudi okolje. Okoljski dejavniki se običajno zmanjšajo na temperaturo in pritisk. Ko se temperatura dvigne, reaktanti absorbirajo toplotno energijo in se hitreje premikajo. To jim omogoča pogostejšo interakcijo med seboj, kar pospeši reakcijo. Prav tako višji tlak povzroči, da se v manjšem prostoru zgodi več delovanja, kar poveča verjetnost, da se reaktanti srečajo.

Zadnji večji del kemijske kinetike je uporaba katalizatorjev. Te kemikalije “tretjih oseb” spremenijo način, kako poteka reakcija, ne da bi spremenili končni rezultat reakcije. Katalizator bo sodeloval z enim ali več reaktanti in spremenil njihov način obnašanja. To običajno pomeni, da povečajo energijo, se gibljejo hitreje, več sodelujejo in povečajo splošno hitrost reakcije. Da bi bil katalizator in ne reaktant, mora katalizatorski material med reakcijo ostati nespremenjen.