De studie en de controle van de chemische reactie tarieven zijn de onderwerpen van de chemische kinetiek. Het tarief van een chemische reactie hangt af van de aard van de reactie en variabelen van temperatuur en druk, pH en reactieve concentraties. De aanwezigheid van stoffen genaamd katalysatoren heeft ook belangrijke gevolgen heeft voor de tarieven van chemische reacties. Katalysatoren zijn vaak belangrijk of zelfs cruciaal, omdat veel reacties te traag in hun afwezigheid optreden worden van voordeel of praktische gebruik.
Tarieven van chemische reacties
Het tarief van een chemische reactie is de verandering in de concentratie van een reactieve of van een product van de reactie, per eenheid wijzigen van tijd. Omdat chemicaliën reageren, en producten, in molaire verhoudingen die specifiek zijn voor een reactie vormen, moet het tarief van een reactie worden opgegeven in termen van individuele reagentia en producten. Bijvoorbeeld, in de reactie: C3H8 + 3H2O = 3CO + 7H 2, H2 (waterstofgas) wordt gevormd bij zeven keer het tempo waarin C3H8 (propaan) wordt verbruikt.
Katalyse
Een katalysator is een stof die het tarief van een reactie verhoogt, maar wordt zelf niet verbruikt in de reactie zodat de concentraties van het eerste en laatste van de katalysator gelijk zijn. Het proces van catalyse verlaagt de energie die nodig is voor chemische reacties optreden. Reacties ga dan veel sneller, in sommige gevallen door vele ordes van grootte. Katalysatoren Wijzig niet de positie van het evenwicht van een reactie. Katalysatoren zijn twee soorten: homogene en heterogene.
Homogene katalysator
Homogene katalysator is in de dezelfde fase als de reactanten, meestal de vloeistof of de gasfase. Een voorbeeld is de ontleding van H2O2 waterstofperoxide. De ontbinding treedt op in de oplossing door een proces van twee stappen, met behulp van een jodide-ion (ik-) als katalysator: H2O2 + I-= IO- + H2O; H2O2 + IO - H2O + O2 + IK =-. De algemene reactie wordt verkregen door optelling van de twee reacties, met als gevolg: 2H2O2 = 2H2O + O2. Jodide is verbruikt in de eerste reactie en opnieuw gegenereerd in de tweede; het lijkt daarom niet in de totale reactie.
Heterogene katalysatoren
Een heterogene katalysator is in een andere fase dan de reactanten, de katalysator wordt vaak een solide waarmee een oppervlak voor het regelen van de reactanten op een manier die reactie gunsten. Bijvoorbeeld, ethyleen (C2H4) reageert met waterstof (H2), met behulp van massief platina (Pt) als katalysator, vormen van ethaan, door de reactie: C2H4 + H2 + Pt C2H6 =. H2 moleculen zijn geadsorbeerde op het oppervlak van de Pt, waar ze in waterstof (H) atomen distantiëren. De H-atomen vervolgens verplaatsen over het oppervlak van de Pt, waar ze tegenkomen geadsorbeerde C2H4 moleculen. De reactie is snel omdat de energie die nodig is om te breken de HH obligatie heeft al zijn uitgegeven.
Enzymen
Leven zou onmogelijk zijn zonder biologische katalysatoren enzymen, die grote eiwitmolecules zijn genoemd. Meer dan 2.000 enzymen zijn bekend, en elke biochemische reactie wordt gekatalyseerd door een specifiek enzym. Een voorbeeld is "dipeptidylpeptidase," een enzym dat peptide bindingen in eiwitten breekt. Peptidase werkt niet met zetmeel, die is uitgesplitst naar "amylase" in de mond. De functie van enzymen door enfolding reactanten in hun complexe structuren, waardoor de reactanten dicht bij elkaar en in een geometrie ideale voor reactie.
