Wat is de reactiesnelheid?
De reactiesnelheid is de snelheid waarmee reactanten worden omgezet in producten in een chemische reactie. Het is een belangrijk onderwerp in de chemie, omdat het veel belangrijke inzichten kan bieden in de aard van verschillende stoffen. Deze meting is ook belangrijk in industrieën die op grote schaal bepaalde chemicaliën moeten produceren, omdat de reacties die dergelijke chemicaliën produceren voldoende snel moeten verlopen. Sommige reacties kunnen vrijwel onmiddellijk optreden, terwijl anderen uren, dagen of zelfs jaren kunnen duren om te voltooien. In academici vormen reactiesnelheden een subset van het onderwerp chemische kinetiek, dat is opgenomen onder de titel fysische chemie.
Er zijn veel verschillende factoren die de snelheid van een bepaalde reactie kunnen beïnvloeden, waarbij de aard van de reactanten slechts één is. Temperatuur is bijvoorbeeld belangrijk, omdat hogere temperaturen er meestal voor zorgen dat reacties sneller verlopen door meer energie te leveren voor het chemische systeem. De concentratie van de reactanten is ook een belangrijke bepalende factor voor de reactiesnelheid. Hogere concentraties van reactanten zorgen ervoor dat de reactanten vaker met elkaar botsen, waardoor de snelheid waarmee ze met elkaar reageren, toeneemt.
Een van de belangrijkste factoren bij het bepalen van de reactiesnelheid, met name in biologische systemen, is de aanwezigheid van een katalysator. Katalysatoren zijn moleculen die de snelheid verhogen zonder door de reactie te worden verbruikt. Ze doen dit door de activeringsenergie te verlagen die een reactie moet overwinnen om vooruit te komen. Een bepaalde hoeveelheid energie is vereist voordat een reactie kan worden voltooid en katalysatoren verminderen deze hoeveelheid energie. Enzymen zijn biologische eiwitten die absoluut essentieel zijn voor het meeste leven, omdat veel belangrijke chemische reacties die bij dieren optreden veel te langzaam zouden verlopen zonder hen.
Veel wiskundige methoden zijn ontwikkeld om de snelheid van een chemische reactie te voorspellen en te modelleren. Deze berekeningen zijn in het algemeen gebaseerd op de concentratie van de verschillende reactanten, de aanwezigheid en de precieze aard van een katalysator en de temperatuur, hoewel andere factoren ook kunnen worden overwogen. Sommige experimentele gegevens zijn over het algemeen nodig om nauwkeurig een vergelijking te bepalen die kan worden gebruikt om de snelheid op elk punt te voorspellen. Over het algemeen worden chemische kinetiek, reactiesnelheid en de bijbehorende wiskunde onderwezen op de middelbare school en hogeschool.