อัตราการตอบสนองต่อเวลาตอบสนอง
อัตราการเกิดปฏิกิริยาและเวลาตอบสนองเป็นตัวแปรที่พึ่งพาอาศัยกัน อัตราการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาเป็นตัวกำหนดเวลาที่จะทำให้ปฏิกิริยาเสร็จสมบูรณ์ในระดับหนึ่ง
อัตราการโต้ตอบ
อัตราการเกิดปฏิกิริยาเป็นเพียงการบ่งชี้ความเร็วของปฏิกิริยา ดังนั้นจึงถือได้ว่าเป็นพารามิเตอร์ที่กำหนดว่าปฏิกิริยาเร็วหรือช้าเพียงใด โดยธรรมชาติแล้ว ปฏิกิริยาบางอย่างช้ามาก ดังนั้นเราจึงไม่สามารถมองเห็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นได้ เว้นแต่เราจะสังเกตมันเป็นเวลานานมาก ตัวอย่างเช่น การผุกร่อนของหินโดยกระบวนการทางเคมีเป็นปฏิกิริยาที่ช้ามาก ซึ่งเกิดขึ้นตลอดหลายปีในทางตรงกันข้าม ปฏิกิริยาของโพแทสเซียมชิ้นหนึ่งกับน้ำนั้นเร็วมาก ทำให้เกิดความร้อนเป็นจำนวนมากและถือว่าเป็นปฏิกิริยาที่รุนแรง
พิจารณาปฏิกิริยาต่อไปนี้โดยที่สารตั้งต้น 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/d) d[D]/dt
ที่นี่ a, b, c และ d คือสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ สำหรับสารตั้งต้น สมการอัตราจะถูกเขียนด้วยเครื่องหมายลบ เนื่องจากผลิตภัณฑ์กำลังจะหมดลงเมื่อปฏิกิริยาดำเนินไป อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสินค้ามีเพิ่มขึ้น จึงมีสัญญาณบวก
จลนพลศาสตร์ทางเคมีคือการศึกษาอัตราการเกิดปฏิกิริยา และมีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อความเร็วของปฏิกิริยา ปัจจัยเหล่านี้คือความเข้มข้นของสารตั้งต้น ตัวเร่งปฏิกิริยา อุณหภูมิ ผลกระทบของตัวทำละลาย ค่า pH บางครั้งความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ ฯลฯปัจจัยเหล่านี้สามารถปรับให้เหมาะสมเพื่อให้มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงสุดหรือสามารถปรับเปลี่ยนเพื่อจัดการกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ต้องการได้ ถ้าเราเขียนสมการอัตราที่สัมพันธ์กับสารตั้งต้น A สำหรับปฏิกิริยาข้างต้น มันจะเป็นดังนี้
R=-K [A]a [B]b
ในปฏิกิริยานี้ k คือค่าคงที่อัตรา เป็นค่าคงที่ตามสัดส่วนซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ อัตราและค่าคงที่อัตราของปฏิกิริยาสามารถพบได้โดยการทดลอง
เวลาตอบสนอง
เมื่อสารตั้งต้นหนึ่งตัวหรือมากกว่าถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ พวกมันอาจผ่านการดัดแปลงที่แตกต่างกันและการเปลี่ยนแปลงพลังงาน พันธะเคมีในสารตั้งต้นจะแตกตัวและเกิดพันธะใหม่ เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ซึ่งแตกต่างจากสารตั้งต้นโดยสิ้นเชิง การดัดแปลงทางเคมีประเภทนี้เรียกว่าปฏิกิริยาเคมี เวลาที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาให้สมบูรณ์ในระดับหนึ่งเรียกว่าเวลาตอบสนอง เวลาขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ที่ส่งผลต่อปฏิกิริยาตัวอย่างเช่น ขนาดอนุภาคของสารตั้งต้น ความเข้มข้น สถานะทางกายภาพ อุณหภูมิ และความดันเป็นปัจจัยบางประการ ซึ่งส่งผลต่อเวลาในการทำปฏิกิริยาให้สมบูรณ์ เราสามารถวัดเวลาตลอดปฏิกิริยาได้ ตัวอย่างเช่น เราสามารถวัดเวลาตอบสนองครึ่งหนึ่ง ดังนั้นจึงไม่มีคำจำกัดความเฉพาะสำหรับเวลาตอบสนอง แต่เราวัดเวลาตามความต้องการในการทดลองของเรา
อัตราการเกิดปฏิกิริยากับเวลาตอบสนองต่างกันอย่างไร
• อัตราปฏิกิริยากำหนดว่าปฏิกิริยาจะเร็วหรือช้าเพียงใด เวลาตอบสนองเป็นเวลาที่ใช้ในการตอบสนองในระดับหนึ่ง
• หากอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงสำหรับปฏิกิริยาใดปฏิกิริยาหนึ่ง เวลาตอบสนองก็จะต่ำ นอกจากนี้หากอัตราการเกิดปฏิกิริยาต่ำ เวลาตอบสนองก็จะนานขึ้น