ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างอัตราการเกิดปฏิกิริยาและอัตราคงที่อัตราจำเพาะคืออัตราการเกิดปฏิกิริยาจะบ่งบอกถึงความเร็วที่ปฏิกิริยาจะถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ในขณะที่ค่าคงที่อัตราจำเพาะเป็นค่าคงที่ตามสัดส่วน
เมื่อสารตั้งต้นหนึ่งตัวหรือมากกว่าถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ พวกมันอาจผ่านการดัดแปลงและการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่แตกต่างกัน พันธะเคมีในสารตั้งต้นจะแตกออก และเกิดพันธะใหม่เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างจากสารตั้งต้นโดยสิ้นเชิง การดัดแปลงทางเคมีประเภทนี้เรียกว่าปฏิกิริยาเคมี มีตัวแปรมากมายที่ควบคุมปฏิกิริยาจากการศึกษาอุณหพลศาสตร์และจลนศาสตร์ เราสามารถสรุปผลได้มากมายเกี่ยวกับปฏิกิริยาและวิธีที่เราสามารถควบคุมปฏิกิริยาเหล่านี้ได้ อุณหพลศาสตร์คือการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของพลังงาน มันเกี่ยวข้องกับพลังงานและตำแหน่งของสมดุลในปฏิกิริยาเท่านั้น ไม่มีอะไรจะพูดเกี่ยวกับความรวดเร็วในการถึงจุดสมดุล คำถามนี้เป็นโดเมนของจลนศาสตร์
อัตราการเกิดปฏิกิริยาคืออะไร
อัตราการเกิดปฏิกิริยาเป็นเพียงการบ่งชี้ความเร็วของปฏิกิริยา ถือได้ว่าเป็นพารามิเตอร์ที่กำหนดความเร็วหรือความเร็วของปฏิกิริยา โดยธรรมชาติแล้ว ปฏิกิริยาบางอย่างช้ามาก ดังนั้นเราจึงไม่สามารถมองเห็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นได้ เว้นแต่เราจะสังเกตมันเป็นเวลานานมาก ตัวอย่างเช่น การผุกร่อนของหินโดยกระบวนการทางเคมีเป็นปฏิกิริยาที่ช้ามากซึ่งเกิดขึ้นตลอดหลายปี ในทางตรงกันข้าม ปฏิกิริยาระหว่างชิ้นส่วนของโพแทสเซียมกับน้ำนั้นเร็วมากและทำให้เกิดความร้อนจำนวนมาก นี่ถือเป็นปฏิกิริยาที่รุนแรง
พิจารณาปฏิกิริยาต่อไปนี้ โดยที่สารตั้งต้น A และ B จะไปที่ผลิตภัณฑ์ C และ D
a A + b B → c C + d D
อัตราการเกิดปฏิกิริยาสามารถกำหนดได้ในรูปของสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์อย่างใดอย่างหนึ่ง
Rate=-(1/a) d[A]/dt=-(1/b) d[B]/dt=-(1/c) d[C]/dt=- (1/ ง) d[D]/dt
a, b, c และ d เป็นสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ สำหรับสารตั้งต้น สมการอัตราจะเขียนด้วยเครื่องหมายลบ เนื่องจากผลิตภัณฑ์กำลังจะหมดลงเมื่อปฏิกิริยาดำเนินไป อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสินค้ามีเพิ่มขึ้น จึงมีสัญญาณบวก
รูปที่ 01: อัตราปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
จลนพลศาสตร์ทางเคมีคือการศึกษาอัตราการเกิดปฏิกิริยาและมีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อความเร็วของปฏิกิริยาปัจจัยเหล่านี้รวมถึงความเข้มข้นของสารตั้งต้น ตัวเร่งปฏิกิริยา อุณหภูมิ ผลกระทบของตัวทำละลาย pH ความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ในบางครั้ง ฯลฯ ปัจจัยเหล่านี้สามารถปรับให้เหมาะสมเพื่อให้มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงสุด หรือสามารถปรับให้เข้ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ต้องการได้
ค่าคงที่อัตราเฉพาะคืออะไร
ถ้าเราเขียนสมการอัตราที่สัมพันธ์กับสารตั้งต้น A ในปฏิกิริยาข้างต้น จะเป็นดังนี้
R=-K [A]a [B]b
ในปฏิกิริยานี้ k คือค่าคงที่อัตรา สิ่งนี้เรียกว่าค่าคงที่อัตราจำเพาะเมื่อความเข้มข้นของสารตั้งต้นแต่ละตัวเป็นเอกภาพ เช่น หนึ่งโมล/dm3 เป็นค่าคงที่ตามสัดส่วนซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ อัตราและค่าคงที่อัตราจำเพาะของปฏิกิริยาสามารถพบได้โดยการทดลอง
ความแตกต่างระหว่างอัตราการตอบสนองและค่าคงที่อัตราเฉพาะคืออะไร
อัตราการเกิดปฏิกิริยาบ่งบอกถึงความเร็วที่ปฏิกิริยาจะถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ในขณะที่ค่าคงที่อัตราจำเพาะคือค่าคงที่ตามสัดส่วนนี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างอัตราการเกิดปฏิกิริยาและค่าคงที่อัตราจำเพาะ ที่สำคัญกว่านั้น ค่าคงที่อัตราจำเพาะเป็นส่วนหนึ่งของอัตราการเกิดปฏิกิริยา ค่าคงที่อัตราเฉพาะไม่สามารถให้คำสั่งที่ถูกต้องของความเร็วปฏิกิริยาเท่านั้น
สรุป – อัตราปฏิกิริยาเทียบกับค่าคงที่อัตราเฉพาะ
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างอัตราการเกิดปฏิกิริยาและอัตราคงที่อัตราจำเพาะคืออัตราการเกิดปฏิกิริยาจะบ่งบอกถึงความเร็วที่ปฏิกิริยาจะถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ในขณะที่ค่าคงที่อัตราจำเพาะเป็นค่าคงที่ตามสัดส่วน
เอื้อเฟื้อภาพ:
1. “อัตราปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น” โดย Brazosport College - งานของตัวเอง (CC BY-SA 3.0) ผ่าน Commons Wikimedia