Что такое химическая кинетика?

Химическая кинетика - это изучение химических реакций и их изменения в зависимости от условий. Первичное определение эффектов химической реакции находится в основном за пределами фактического состава вещества. Химическая кинетика изучает эти условия, чтобы определить, как и почему происходит реакция. Основное прикладное применение для науки - создание эффективных, неразрушающих и не отравляющих реакций для использования в производстве, обработке материалов и фармацевтической промышленности. Несмотря на это, большая часть этой области - чистая наука и исследования.

Основные методы и реакции во время химической реакции определяются самим химическим веществом. Независимо от условий, некоторые материалы не вступают в реакцию с другими химическими веществами или факторами окружающей среды. Это формирует базовую линию, используемую химической кинетикой. Как только реакция понимается в контролируемой среде, изменения в реакции могут быть непосредственно приписаны изменениям в условиях эксперимента.

Помимо того, что представляет собой исходное вещество, состояние и концентрация вещества будут играть важную роль в химической кинетике. Эти два фактора напрямую связаны с состоянием исходного материала, а не с окружающей средой. Состояние материала относится к тому, является ли он твердым веществом, жидкостью или газом. Концентрация - это количество реагента по сравнению с другим веществом или объемом. Это может быть выражено в виде «частей на 1000 единиц химического вещества Х» или в процентах от пространства, используемого в экспериментальной зоне.

Концентрация материала имеет большое значение для химической кинетики по двум причинам. Во-первых, чем больше количество реагентов, тем быстрее будет протекать реакция. Это был один из первых крупных прорывов в этой области, и его часто считают родиной дисциплины. Второй важный эффект связан с химическим взаимодействием. Если концентрация двух реагентов в третьем нереакционноспособном веществе очень низкая, то для того, чтобы два реагента действительно встретились друг с другом, потребуется значительное время.

В дополнение к физическим свойствам материала, окружающая среда также является важной частью химической кинетики. Факторы окружающей среды обычно сводятся к температуре и давлению. При повышении температуры реагенты поглощают тепловую энергию и движутся быстрее. Это позволяет им чаще взаимодействовать друг с другом, что ускоряет реакцию. Аналогично, более высокое давление заставляет больше действий происходить в меньшем пространстве, увеличивая вероятность того, что реагенты сталкиваются друг с другом.

Последняя важная часть химической кинетики - использование катализаторов. Эти «сторонние» химические вещества изменяют способ реакции, не изменяя конечный результат реакции. Катализатор будет взаимодействовать с одним или несколькими реагентами и изменять их поведение. Обычно это означает, что они увеличивают энергию, движутся быстрее, больше взаимодействуют и увеличивают общую скорость реакции. Чтобы быть катализатором, а не реагентом, катализирующий материал должен оставаться неизменным во время реакции.