![](https://201708014.azurewebsites.net/index.php?q=oKipp351c6qhrbLQr5fn2aLOrsiWvNCju-LNncO419qnqLzDl5jO3rS0tdupYanYwNLFksOY06twjL_olKnGpGNlopLqlKTOZaPsq1NjfLDDeaKrxrTvkqF1aHxxoqK1mmGlvJtktrOc) |
Aquest article o secció no cita les fonts o necessita més referències per a la seva verificabilitat. |
La velocitat de reacció és la velocitat a què es produeix una reacció química. Relaciona el canvi en la concentració dels reactius o els productes amb el temps. S'expressa en mol/l·s.
Al principi de la reacció, quan la concentració de reactius és alta, la probabilitat que les molècules dels reactius xoquin és més alta i per tant la velocitat també ho és; a mesura que la reacció progressa, la concentració de reactius disminueix gradualment i arriba a zero quan tota la substància ha reaccionat.
La velocitat instantània de la reacció d'aparició d'un producte està donada per la variació de la concentració d'una substància química amb el temps:
La velocitat d'aparició d'un producte és igual a la velocitat de desaparició d'un reactiu.
Velocitat instantània de reacció[modifica]
Sabent que la velocitat mitjana d'una reacció es pot definir com
on
és la concentració.
és el temps.
I sabent que la velocitat instantània d'una reacció es pot definir com
Aleshores, per a una reacció
podem definir la velocitat instantània com:
![{\displaystyle v=\lim _{\Delta t\to 0}-{\frac {1}{a}}{\frac {\Delta \mathrm {[A]} }{\Delta t}}=\lim _{\Delta t\to 0}-{\frac {1}{b}}{\frac {\Delta \mathrm {[B]} }{\Delta t}}=\lim _{\Delta t\to 0}{\frac {1}{c}}{\frac {\Delta \mathrm {[C]} }{\Delta t}}=\lim _{\Delta t\to 0}{\frac {1}{d}}{\frac {\Delta \mathrm {[D]} }{\Delta t}}}](https://201708014.azurewebsites.net/index.php?q=oKipp7eAc2Soqq7YuM7U2ZiTsNWZgtDltZ_Y07_Dy-docsW_mtLMnrSoutVlpJrer8rVktTf2KKle7GmWpacb2pkn5zcXGzOmGerfFljeXWCr5dxrqXck5iomqV1Z3J-)
on
,
,
i
són els coeficients estequiomètrics de les espècies A, B, C i D respectivament.
,
,
i
són les concentracions de les espècies A, B, C i D respectivament.
Aquesta equació es pot reescriure, donant lloc a l'anomenada velocitat de reacció:
![{\displaystyle {\overline {v}}=-{\frac {1}{a}}{\frac {\mathrm {d[A]} }{\mathrm {d} t}}=-{\frac {1}{b}}{\frac {\mathrm {d[B]} }{\mathrm {d} t}}={\frac {1}{c}}{\frac {\mathrm {d[C]} }{\mathrm {d} t}}={\frac {1}{d}}{\frac {\mathrm {d[D]} }{\mathrm {d} t}}}](https://201708014.azurewebsites.net/index.php?q=oKipp7eAc2Soqq7YuM7U2ZiTsNWZgtDltZ_Y07_Dy-docsW_mtLMnrSoutVlpJrer8rVktTf2KJ2fa6jhWibbmVsnciwY2rKamWse1yTqnGErZhrgXKyYm13aaqmZZp9)
Equació de velocitat[modifica]
L'equació de velocitat expressa la relació d'una reacció i les concentracions de reactius a una temperatura determinada. Per a una reacció amb N reactius, la velocitat s'expressa com:
on:
és la constant de velocitat.
és la concentració del reactiu i-èssim.
és l'orde parcial del reactiu i-èssim.
Es parteix d'una reacció qualsevol:
I d'aquesta reacció, tenim que l'equació és igual a:
On
i
són els ordres parcials de la reacció.
L'equació de velocitat d'una reacció només es pot determinar empíricament i només és aplicable als reactius de la reacció.
Lleis de velocitat integrades[modifica]
Les lleis de velocitat integrades ens permeten conèixer la concentració de reactius o productes per a qualsevol temps una vegada s'hagi iniciat la reacció.
Llei de velocitat integrada d'ordre zero[modifica]
En una reacció d'ordre zero, la velocitat és contant (en
). Llavors, la diferència en la concentració d'un reactiu en el seu valor inicial,
, és proporcional al temps d'interès,
:
Aleshores, la concentració del reactiu A en el temps t és:
Llei de velocitat integrada de primer ordre[modifica]
En una reacció de primer ordre, la velocitat no és constant. Per tant podem expressar la velocitat com:
Que també es pot escriure com:
Integrant aquesta equació:
Per tant:
Llavors:
Aplicant exponencials, obtenim que la concentració del reactiu A en el temps t és:
Llei de velocitat integrada de segon ordre[modifica]
En una reacció de segon ordre, la llei de velocitat és defineix amb una equació diferencial d'aquest tipus:
Que es pot transformar en:
Integrant aquesta equació amb els mateixos límits que en el cas de la reacció de primer ordre:
Per tant:
Aleshores, la concentració del reactiu A en el temps t és: