反応速度と反応時間

反応速度と反応時間は相互に依存する変数であり、反応速度によって反応が完了するまでの時間がある程度決定される。

反応速度

反応速度とは、簡単に言えば、反応の速さを表すものです。したがって、反応の速さあるいは速度を決定するパラメータと考えることができる。もちろん、中には非常にゆっくりとした反応もあり、よほど長い時間観察しない限り、反応が起こっていることすら分からない。例えば、化学作用による岩石の風化は、非常にゆっくりとした反応であり、何年も継続する。これに対して、カリウムのかけらと水との反応は非常に速いため、多くの熱が発生し、激しい反応とみなされる。

反応物A、Bが生成物C、Dになる次の反応を考える。

a a+b b→c c+d d

反応速度は、2つの反応物または生成物で表すことができる。

レート = -(1/a)d[a]/dt = -(1/b)d[b]/dt = (1/c)d[c]/dt = (1/d)d[d]/dt

ここで、a、b、c、dは反応物、生成物の化学量論係数である。反応物については、反応の進行に伴い生成物が消費されるため、速度式は負の符号で書かれる。しかし、製品が増えるにつれて、正の符号を得るようになる。

化学反応速度論は、反応速度を研究する学問であり、反応速度に影響を与える要因は数多くある。これらの要因には、反応物の濃度、触媒、温度、溶媒の影響、pH、そして時には生成物の濃度が含まれます。これらの要因は、最大の反応速度を得るために最適化することができ、また、所望の反応速度を制御するために調整することができる。上記の反応について、反応物Aを関係づける速度式を書くと、次のようになる。

R = -K[A]A[B]B

この反応において、kは速度定数であり、比例定数であり、温度に依存する。

反応速度

1つまたは複数の反応物が生成物に変換されるとき、異なる修飾やエネルギー的な変化を受けることがあります。反応物の化学結合が切れて新しい結合ができ、反応物とは全く異なる生成物ができる。この化学修飾を化学反応という。ある反応をある程度完了させるのに必要な時間を反応時間といいます。時間は、反応に影響を与えるさまざまな要因に依存します。例えば、反応物の粒径、濃度、物理的状態、温度、圧力などが反応完了までの時間に影響を与える要因として挙げられます。反応の完了時間だけでなく、反応全体の時間も測定することができる。例えば、半反応時間を測定することができます。そのため、反応速度の具体的な定義はありません。その代わり、実験的な必要性に応じて時間を測定します。