Qual è il tasso di reazione?
La velocità di reazione è la velocità con cui i reagenti vengono convertiti in prodotti in una reazione chimica. È un argomento importante in chimica, in quanto può offrire molte informazioni importanti sulla natura di varie sostanze. Questa misurazione è importante anche nelle industrie che devono produrre alcuni prodotti chimici su larga scala, poiché le reazioni che producono tali prodotti chimici devono progredire a un ritmo sufficientemente elevato. Alcune reazioni possono verificarsi quasi istantaneamente mentre altre possono richiedere ore, giorni o persino anni per procedere al completamento. Negli accademici, i tassi di reazione sono un sottoinsieme del tema della cinetica chimica, che è incluso nel titolo di chimica fisica.
Esistono molti fattori diversi che possono influenzare la velocità di una determinata reazione, con la natura dei reagenti solo una. La temperatura, ad esempio, è importante, poiché temperature più elevate di solito fanno sì che le reazioni avanzino più rapidamente fornendo più energia al sistema chimico. La concentrazione dei reagenti è anche un importante fattore determinante per la velocità di reazione. Concentrazioni più elevate di reagenti fanno sì che i reagenti si scontrino più frequentemente tra loro, aumentando così la velocità con cui reagiscono tra loro.
Uno dei fattori più importanti nella determinazione della velocità di reazione, in particolare nei sistemi biologici, è la presenza di un catalizzatore. I catalizzatori sono molecole che aumentano la velocità senza essere consumati dalla reazione. Lo fanno abbassando l'energia di attivazione che una reazione deve superare per progredire. È necessaria una certa quantità di energia prima che una reazione possa progredire fino al completamento e i catalizzatori riducono questa quantità di energia. Gli enzimi sono proteine biologiche che sono assolutamente essenziali per la maggior parte della vita, poiché molte importanti reazioni chimiche che si verificano negli animali progredirebbero troppo lentamente senza di loro.
Sono stati sviluppati molti metodi matematici per prevedere e modellare la velocità di una reazione chimica. Questi calcoli si basano generalmente sulla concentrazione dei vari reagenti, sulla presenza e sulla natura precisa di un catalizzatore e sulla temperatura, sebbene possano essere presi in considerazione anche altri fattori. Alcuni dati sperimentali sono generalmente necessari per determinare con precisione un'equazione che può essere utilizzata per prevedere la frequenza in qualsiasi punto. In generale, la cinetica chimica, la velocità di reazione e la matematica ad esse associata vengono insegnate in chimica al liceo e al college.