Скорость реакции в данный момент времени называется истинной

Математическое выражение скорости представляет собой производную концентрации во времени: υ_ист= ± dc/dτ

Скорость реакции зависит от многих факторов: концентрации, природы и дисперсности реагентов, температуры, катализатора, рН среды и др.

Влияние концентрации на скорость химической реакции выражается законом действующих масс: при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ:

aА + bВ → dD

υ = k × С^а(А) × С^b(B)

где k — константа скорости, указывает долю столкновений, которые приводят к осуществлению реакции;

C(А) и C(В) – молярные концентрации вещества А и В;

а и b – стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

Число молекул, участвующих в элементарном акте химического взаимодействия, определяет молекулярность реакции.

Порядок реакции — это сумма показателей степеней концентрации веществ в уравнении закона действующих масс.

Так, реакция H₂+ I₂ = 2HI относится к реакциям второго порядка, так как уравнение закона действующих масс имеет вид υ = k × C (H₂) × C (I₂).

Время, в течение которого прореагировала половина начального количества вещества, называется временем полураспада и обозначается τ_1/2.

Для реакции первого порядка:

τ_1/2 = ln 2 / k

Можно рассчитать концентрацию вещества, зная период полураспада. Для реакций первого порядка

C = C ₀× e^–^kt или lnC = lnC ₀ – k τ

С – концентрация вещества в данный момент времени,

С ₀ – исходная концентрация вещества,

е – экспонента,

k – константа скорости,

τ – время протекания реакции.

Зависимость скорости реакции от температуры выражается в приближенной форме правилом Вант-Гоффа: при повышении температуры на каждые 10° скорость реакции увеличивается примерно в 2-4 раза. В биологических системах скорость возрастает в 7-9 раз.

k ₂= k ₁· γ ^{(Δ t /10)}

Избыточная энергия, которой должны обладать молекулы для того, чтобы их столкновение могло привести к образованию нового вещества, называется энергией активации.

Правило Вант-Гоффа не применимо для реакций в живом организме. Для этого используют уравнение Аррениуса

k = A × e^–^Ea^/^RT

в этом уравнении константа скорости k связана с экспоненциальным выражением e^–^Ea^/^RT

R – универсальная газовая постоянная, 8,314 Дж/моль·К;

Т – температура по шкале Кельвина;

Е_а – энергия активации, которая обычно предполагается постоянной величиной, не зависящей от температуры;

А – предэкспоненциальный множитель.

Уравнение Аррениуса позволяет рассчитать константы скорости реакций при различных температурах:

а так же при изменении энергии активации

Скорость химических реакций может возрастать не только при увеличении концентрации реагирующих веществ или при увеличении температуры системы, но и под влиянием катализаторов.