III.1. Viteza de reacție.

Cinetica chimică este un domeniu al chimiei care studiază vitezele cu care se produc reacțiile chimice și factorii care influențează viteza reacțiilor chimice.

Cinetica chimică oferă omului posibilitatea de a controla viteza reacțiilor care au un interes practic și optimizarea acestora.

Orice fenomen care se desfășoară într-un anumit interval de timp se caracterizează printr-o anumită viteză.

În funcţie de viteza de reacţie, reacţiile chimice se clasifică în:

1. Reacţii rapide: acestea sunt reacţiile care au un timp de reacţie foarte scurt, de câteva secunde. Viteza acestor reacţii este determinată mai degrabă de viteza cu care reactanţii difuzează până când vin în contact, după care reacţionează imediat. Exemple: reacțiile explozive, reacţiile de precipitare, reacţiile de neutralizare etc.

2. Reacţii cu viteză moderată: acestea sunt reacţii care au un timp de reacţie relativ scurt, de câteva minute. Exemple : reacțiile de substituție dintre o sare și un metal.

3. Reacţii lente: acestea sunt reacţii care au un timp de reacţie mai lung, de câteva ore, sau chiar câteva zile. De obicei, reacţii lente sunt reacţiile în care se desfac sau se formează legături covalente. Exemple : reacția metalelor cu săruri, ruginirea fierului, coclirea cuprului, fermentația alcoolică, fermentația acetică, putrezirea lemnului, reacţia de carbonizare a plantelor şi animalelor (durează între câteva milioane şi câteva sute de milioane de ani) etc.

Viteza de reacție medie indică variația concentrației reactanților sau produșilor de reacție în unitatea de timp.

Δ[R] - concentrația unui reactant
Δ[P] - concentrația unui produs
Δt - intervalul de timp

Unitatea de măsură pentru viteza de reacţie este mol pe litru ori secundă: mol x L^-1 x s^-1.

Atunci când viteza medie de reacţie se exprimă în funcţie de concentraţia produsului, aceasta va avea valoarea pozitivă, deoarece concentraţia produsului creşte în timp.

Atunci când viteza medie de reacţie se exprimă în funcţie de concentraţia reactantului, aceasta va avea o valoare negativă, deoarece concentraţia reactantului scade în timp.

Însă pentru ca valoarea vitezei de reacţie să fie întotdeauna pozitivă, viteza medie în funcţie de concentraţia reactantului este calculată în acest fel: se adaugă un minus în faţa variaţiei de concentraţie, la formula de calcul.

Pentru o reacţie chimică de tipul:
aA + bB → cC + dD

avem 4 viteze de reacţie care descriu aceeaşi reacţie:

Între aceste viteze medii de reacţie există următoarea relaţie matematică :

🔦 Observație

Deoarece concentrația reactanților scade treptat, rezultă că și viteza de reacție scade treptat în decursul desfășurării reacției. Deci, viteza de reacție nu are o valoare constantă. Ea depinde atât de concentrație, cât și de natura reactanților, alături de o serie de factori ca temperatura, catalizatori etc.