प्रतिक्रिया की दर

लोहे में जंग लगने की प्रतिक्रिया दर कम होती है। यह प्रक्रिया धीमी है.

लकड़ी के दहन की प्रतिक्रिया दर उच्च होती है। यह प्रक्रिया तेज़ है.

प्रतिक्रिया दर या प्रतिक्रिया की दर वह गति है जिस पर एक रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, जिसे प्रति इकाई समय में किसी उत्पाद (रसायन विज्ञान) की सांद्रता में वृद्धि और प्रति इकाई समय में एक अभिकारक की सांद्रता में कमी के आनुपातिक के रूप में परिभाषित किया जाता है।^[1] प्रतिक्रिया दर नाटकीय रूप से भिन्न हो सकती है। उदाहरण के लिए, पृथ्वी के वायुमंडल के नीचे लोहे की जंग लगने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया एक धीमी प्रतिक्रिया है जिसमें कई साल लग सकते हैं, लेकिन आग में सेल्यूलोज का दहन एक ऐसी प्रतिक्रिया है जो एक सेकंड के अंशों में होती है। अधिकांश प्रतिक्रियाओं के लिए, जैसे-जैसे प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है, दर कम हो जाती है। किसी प्रतिक्रिया की दर समय के साथ एकाग्रता में परिवर्तन को मापकर निर्धारित की जा सकती है।

रासायनिक गतिकी भौतिक रसायन विज्ञान का हिस्सा है जो चिंता करता है कि रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दरों को कैसे मापा और भविष्यवाणी की जाती है, और संभावित प्रतिक्रिया तंत्र को निकालने के लिए प्रतिक्रिया-दर डेटा का उपयोग कैसे किया जा सकता है।^[2] रासायनिक गतिकी की अवधारणाओं को कई विषयों में लागू किया जाता है, जैसे कि रासायनिक इंजीनियरिंग,^[3]^[4] एंजाइमिकी और पर्यावरण इंजीनियरिंग।^[5]^[6]^[7]

औपचारिक परिभाषा

एक विशिष्ट रासायनिक प्रतिक्रिया पर विचार करें:

{\ce {{{\mathit {a}}A}+{{\mathit {b}}B}->{{\mathit {p}}P}+{{\mathit {q}}Q}}}

छोटे अक्षर (ए, बी, पी, और क्यू) स्टोइकोमेट्रिक गुणांक का प्रतिनिधित्व करते हैं, जबकि बड़े अक्षर अभिकारकों (ए और बी) और उत्पादों (पी और क्यू) का प्रतिनिधित्व करते हैं।

IUPAC की सोने की किताब परिभाषा के अनुसार^[8] प्रतिक्रिया मध्यवर्ती के निर्माण के बिना, आइसोकोरिक प्रक्रिया में एक बंद प्रणाली में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए प्रतिक्रिया दर v को इस प्रकार परिभाषित किया गया है:

v=-{\frac {1}{a}}{\frac {d[\mathrm {A} ]}{dt}}=-{\frac {1}{b}}{\frac {d[\mathrm {B} ]}{dt}}={\frac {1}{p}}{\frac {d[\mathrm {P} ]}{dt}}={\frac {1}{q}}{\frac {d[\mathrm {Q} ]}{dt}}

जहां [X] पदार्थ X (= A, B, P या Q) की सांद्रता को दर्शाता है। इस प्रकार परिभाषित प्रतिक्रिया दर में mol/L/s की इकाइयाँ होती हैं।

प्रतिक्रिया की दर सदैव सकारात्मक होती है। यह इंगित करने के लिए प्लस और माइनस चिह्न मौजूद हैं कि अभिकारक सांद्रता कम हो रही है। आईयूपीएसी^[8]सिफ़ारिश करता है कि समय की इकाई हमेशा दूसरी होनी चाहिए। प्रतिक्रिया की दर किसी उत्पाद P की सांद्रता में वृद्धि की दर से एक स्थिर कारक (इसकी स्टोइकोमेट्रिक संख्या का व्युत्क्रम) और एक अभिकारक A के लिए स्टोइकोमेट्रिक संख्या के व्युत्क्रम को घटाकर भिन्न होती है। स्टोइकोमेट्रिक संख्याओं को शामिल किया गया है ताकि परिभाषित दर इस बात से स्वतंत्र हो कि माप के लिए किस अभिकारक या उत्पाद प्रजाति को चुना गया है।^[9]^: 349 उदाहरण के लिए, यदि a = 1 और b = 3 है तो B का उपभोग A की तुलना में तीन गुना अधिक तेजी से होता है, लेकिन v = -d[A]/dt = -(1/3)d[B]/dt को विशिष्ट रूप से परिभाषित किया गया है। इस परिभाषा का एक अतिरिक्त लाभ यह है कि प्राथमिक प्रतिक्रिया और प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया प्रतिक्रिया के लिए, v संक्रमण अवस्था सक्रियण ऊर्जा पर काबू पाने की संभावना के उत्पाद के बराबर है और प्रतिक्रियाशील अणुओं द्वारा प्रति सेकंड संक्रमण अवस्था तक पहुंचने की संख्या के बराबर है। जब इस प्रकार परिभाषित किया जाता है, तो एक प्राथमिक और अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया के लिए, v उत्पाद की ओर ले जाने वाली सफल रासायनिक प्रतिक्रिया घटनाओं की दर है।

उपरोक्त परिभाषा स्थिर आयतन की बंद प्रणाली में केवल एकल प्रतिक्रिया के लिए मान्य है। यदि नमकीन पानी वाले बर्तन में पानी डाला जाए तो नमक की सांद्रता कम हो जाती है, हालाँकि कोई रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं होती है।

एक खुली प्रणाली के लिए, पूर्ण द्रव्यमान संतुलन को ध्यान में रखा जाना चाहिए: in − out + generation − consumption = accumulation

F_{\mathrm {A} 0}-F_{\mathrm {A} }+\int _{0}^{V}v\,dV={\frac {dN_{\mathrm {A} }}{dt}}

,

जहां एफ_A0 प्रति सेकंड अणुओं में ए की प्रवाह दर है, एफ_A बहिर्वाह, और v किसी दिए गए अंतर मात्रा में ए (दाढ़ के बजाय संख्या एकाग्रता में) की तात्कालिक प्रतिक्रिया दर है, जो एक निश्चित समय पर पूरे सिस्टम वॉल्यूम वी पर एकीकृत होता है। जब पहले मानी गई स्थिर मात्रा पर बंद सिस्टम पर लागू किया जाता है, तो यह समीकरण कम हो जाता है:

v={\frac {d[A]}{dt}}

,

जहां सांद्रता [ए] अणुओं की संख्या एन से संबंधित है_A [ए] द्वारा = N_A/N₀V. यहां एन₀ अवोगाद्रो स्थिरांक है।

अलग-अलग मात्रा की एक बंद प्रणाली में एकल प्रतिक्रिया के लिए, सांद्रता से निपटने से बचने के लिए, रूपांतरण की तथाकथित दर का उपयोग किया जा सकता है। इसे समय के संबंध में प्रतिक्रिया की सीमा के व्युत्पन्न के रूप में परिभाषित किया गया है।

v={\frac {d\xi }{dt}}={\frac {1}{\nu _{i}}}{\frac {dn_{i}}{dt}}={\frac {1}{\nu _{i}}}{\frac {d(C_{i}V)}{dt}}={\frac {1}{\nu _{i}}}\left(V{\frac {dC_{i}}{dt}}+C_{i}{\frac {dV}{dt}}\right)

यहाँ ν_iउपरोक्त विशिष्ट प्रतिक्रिया में पदार्थ i के लिए स्टोइकोमेट्रिक गुणांक a, b, p, और q के बराबर है। इसके अलावा V प्रतिक्रिया का आयतन है और C_iपदार्थ की सांद्रता है I

जब पार्श्व उत्पाद या प्रतिक्रिया मध्यवर्ती बनते हैं, तो IUPAC^[8]उत्पादों और अभिकारकों के लिए सांद्रण की वृद्धि की दर और सांद्रण की कमी की दर शब्दों के उचित उपयोग की अनुशंसा करता है।

प्रतिक्रिया दरों को उस आधार पर भी परिभाषित किया जा सकता है जो रिएक्टर की मात्रा नहीं है। जब उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है तो प्रतिक्रिया दर उत्प्रेरक वजन (मोल जी) पर बताई जा सकती है⁻¹s⁻¹) या सतह क्षेत्र (मोल मी⁻²s⁻¹) आधार। यदि आधार एक विशिष्ट उत्प्रेरक साइट है जिसे एक निर्दिष्ट विधि द्वारा कठोरता से गिना जा सकता है, तो दर एस की इकाइयों में दी गई है⁻¹और इसे टर्नओवर आवृत्ति कहा जाता है।

प्रभावकारी कारक

प्रतिक्रिया दर को प्रभावित करने वाले कारक प्रतिक्रिया की प्रकृति, एकाग्रता, दबाव, क्रम (रसायन विज्ञान), तापमान, विलायक, विद्युत चुम्बकीय विकिरण, उत्प्रेरक, आइसोटोप, सतह क्षेत्र, मिश्रण (प्रक्रिया इंजीनियरिंग), और प्रसार सीमा हैं। कुछ प्रतिक्रियाएँ स्वाभाविक रूप से दूसरों की तुलना में तेज़ होती हैं। प्रतिक्रिया करने वाली प्रजातियों की संख्या, उनका चरण (पदार्थ) (ठोस बनाने वाले कण गैसों या समाधान (रसायन विज्ञान) में मौजूद कणों की तुलना में बहुत धीमी गति से चलते हैं), प्रतिक्रिया की जटिलता और अन्य कारक प्रतिक्रिया की दर को बहुत प्रभावित कर सकते हैं .

प्रतिक्रिया दर एकाग्रता के साथ बढ़ती है, जैसा कि दर कानून द्वारा वर्णित है और टकराव सिद्धांत द्वारा समझाया गया है। जैसे-जैसे अभिकारक सांद्रता बढ़ती है, टकराव की आवृत्ति बढ़ती है। गैसीय प्रतिक्रियाओं की दर दबाव के साथ बढ़ती है, जो वास्तव में, गैस की सांद्रता में वृद्धि के बराबर है। प्रतिक्रिया दर उस दिशा में बढ़ती है जहां गैस के कम मोल होते हैं और विपरीत दिशा में घट जाती है। संघनित-चरण प्रतिक्रियाओं के लिए, दबाव निर्भरता कमजोर है।

प्रतिक्रिया का क्रम नियंत्रित करता है कि प्रतिक्रियाशील एकाग्रता (या दबाव) प्रतिक्रिया दर को कैसे प्रभावित करती है।

आमतौर पर उच्च तापमान पर प्रतिक्रिया करने से सिस्टम में अधिक ऊर्जा आती है और कणों के बीच अधिक टकराव होने से प्रतिक्रिया दर बढ़ जाती है, जैसा कि टकराव सिद्धांत द्वारा समझाया गया है। हालाँकि, तापमान के कारण प्रतिक्रिया की दर बढ़ने का मुख्य कारण यह है कि अधिक टकराने वाले कणों में आवश्यक सक्रियण ऊर्जा होगी जिसके परिणामस्वरूप अधिक सफल टकराव होंगे (जब अभिकारकों के बीच बंधन बनते हैं)। तापमान के प्रभाव को अरहेनियस समीकरण द्वारा वर्णित किया गया है। उदाहरण के लिए, कोयला चिमनी में ऑक्सीजन की उपस्थिति में जलता है, लेकिन कमरे के तापमान पर संग्रहीत होने पर ऐसा नहीं होता है। यह प्रतिक्रिया निम्न और उच्च तापमान पर स्वतःस्फूर्त होती है लेकिन कमरे के तापमान पर इसकी दर इतनी धीमी होती है कि यह नगण्य होती है। तापमान में वृद्धि, जैसा कि माचिस द्वारा किया जाता है, प्रतिक्रिया शुरू करने की अनुमति देता है और फिर यह स्वयं गर्म हो जाता है क्योंकि यह ऊष्माक्षेपी है। यह मीथेन, ब्यूटेन और हाइड्रोजन जैसे कई अन्य ईंधनों के लिए मान्य है।

प्रतिक्रिया दरें तापमान से स्वतंत्र हो सकती हैं (गैर-अरहेनियस) या बढ़ते तापमान (एंटी-अरहेनियस) के साथ घट सकती हैं। सक्रियण बाधा के बिना प्रतिक्रियाएं (उदाहरण के लिए, कुछ कट्टरपंथी (रसायन विज्ञान) प्रतिक्रियाएं), एंटी-अरहेनियस तापमान निर्भरता होती हैं: बढ़ते तापमान के साथ दर स्थिरांक कम हो जाता है।

विलयन में कई अभिक्रियाएँ होती हैं और विलायक के गुण प्रतिक्रिया दर को प्रभावित करते हैं। आयनिक शक्ति का प्रतिक्रिया दर पर भी प्रभाव पड़ता है।

विद्युत चुम्बकीय विकिरण ऊर्जा का एक रूप है। इस प्रकार, यह दर को तेज़ कर सकता है या प्रतिक्रिया को सहज भी बना सकता है क्योंकि यह अभिकारकों के कणों को अधिक ऊर्जा प्रदान करता है।^{[citation needed]} यह ऊर्जा किसी न किसी रूप में प्रतिक्रिया करने वाले कणों में संग्रहीत होती है (यह बंधन तोड़ सकती है, और अणुओं को इलेक्ट्रॉनिक या कंपन रूप से उत्तेजित अवस्था में बढ़ावा दे सकती है...) जिससे मध्यवर्ती प्रजातियां बनती हैं जो आसानी से प्रतिक्रिया करती हैं। जैसे-जैसे प्रकाश की तीव्रता बढ़ती है, कण अधिक ऊर्जा अवशोषित करते हैं और इसलिए प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है। उदाहरण के लिए, जब मीथेन अंधेरे में क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो प्रतिक्रिया दर धीमी होती है। जब मिश्रण को विसरित प्रकाश के नीचे रखा जाता है तो इसमें तेजी लाई जा सकती है। तेज़ धूप में, प्रतिक्रिया विस्फोटक होती है।

उत्प्रेरक की उपस्थिति कम सक्रियण ऊर्जा के साथ एक वैकल्पिक मार्ग प्रदान करके प्रतिक्रिया दर (आगे और पीछे दोनों प्रतिक्रियाओं में) बढ़ाती है। उदाहरण के लिए, प्लैटिनम कमरे के तापमान पर ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोजन के दहन को उत्प्रेरित करता है।

गतिज आइसोटोप प्रभाव में एक ही अणु के लिए एक अलग प्रतिक्रिया दर होती है यदि इसमें अलग-अलग आइसोटोप होते हैं, आमतौर पर हाइड्रोजन आइसोटोप होते हैं, क्योंकि हाइड्रोजन और ड्यूटेरियम के बीच सापेक्ष द्रव्यमान अंतर होता है। सतहों पर प्रतिक्रियाओं में, जो उदाहरण के लिए विषम उत्प्रेरण के दौरान होती हैं, सतह क्षेत्र बढ़ने के साथ प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ठोस के अधिक कण उजागर होते हैं और प्रतिक्रियाशील अणुओं से प्रभावित हो सकते हैं।

सजातीय और विषमांगी प्रतिक्रियाओं के लिए हिलाने से प्रतिक्रिया की दर पर गहरा प्रभाव पड़ सकता है।

कुछ प्रतिक्रियाएँ प्रसार द्वारा सीमित होती हैं। एकाग्रता और प्रतिक्रिया क्रम को छोड़कर, प्रतिक्रिया दर को प्रभावित करने वाले सभी कारकों को प्रतिक्रिया दर गुणांक (प्रतिक्रिया की दर समीकरण में गुणांक) में ध्यान में रखा जाता है।

दर समीकरण

एक रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए ए ए + बी बी → पी पी + क्यू क्यू, दर समीकरण या दर कानून एक गणितीय अभिव्यक्ति है जिसका उपयोग रासायनिक कैनेटीक्स में प्रत्येक प्रतिक्रियाशील की एकाग्रता के साथ प्रतिक्रिया की दर को जोड़ने के लिए किया जाता है। स्थिर आयतन पर एक बंद प्रणाली के लिए, यह अक्सर इस प्रकार का होता है

\,v=k[\mathrm {A} ]^{n}[\mathrm {B} ]^{m}-k_{r}[\mathrm {P} ]^{i}[\mathrm {Q} ]^{j}

उन प्रतिक्रियाओं के लिए जो पूर्णता तक जाती हैं (जिसका अर्थ है बहुत छोटा k_r), या यदि केवल प्रारंभिक दर का विश्लेषण किया जाता है (प्रारंभिक लुप्त उत्पाद एकाग्रता के साथ), तो यह सामान्य रूप से उद्धृत रूप में सरल हो जाता है

\,v=k(T)[\mathrm {A} ]^{n}[\mathrm {B} ]^{m}

गैस चरण प्रतिक्रिया के लिए दर समीकरण को अक्सर वैकल्पिक रूप से आंशिक दबाव के रूप में व्यक्त किया जाता है।

इन समीकरणों में k(T) प्रतिक्रिया दर गुणांक या दर स्थिरांक है, हालांकि यह वास्तव में एक स्थिरांक नहीं है, क्योंकि इसमें समय और एकाग्रता को छोड़कर, प्रतिक्रिया दर को प्रभावित करने वाले सभी पैरामीटर शामिल हैं। प्रतिक्रिया दर को प्रभावित करने वाले सभी मापदंडों में से, तापमान आम तौर पर सबसे महत्वपूर्ण है और इसका हिसाब अरहेनियस समीकरण द्वारा लगाया जाता है।

घातांक n और m को प्रतिक्रिया क्रम (रसायन शास्त्र) कहा जाता है और यह प्रतिक्रिया तंत्र पर निर्भर करता है। एक प्राथमिक (एकल-चरण) प्रतिक्रिया के लिए, प्रत्येक अभिकारक के संबंध में क्रम उसके स्टोइकोमेट्रिक गुणांक के बराबर होता है। हालांकि, जटिल (मल्टीस्टेप) प्रतिक्रियाओं के लिए, यह अक्सर सच नहीं होता है और दर समीकरण विस्तृत तंत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है, जैसा कि एच की प्रतिक्रिया के लिए नीचे दिखाया गया है।₂ और नहीं।

प्राथमिक प्रतिक्रियाओं या प्रतिक्रिया चरणों के लिए, क्रम और स्टोइकोमेट्रिक गुणांक दोनों भाग लेने वाले अणुओं की आणविकता या संख्या के बराबर हैं। एक एक-आणविक प्रतिक्रिया या चरण के लिए, दर अभिकारक के अणुओं की सांद्रता के समानुपाती होती है, इसलिए दर कानून पहले क्रम का होता है। एक द्वि-आण्विक प्रतिक्रिया या चरण के लिए, टकराव सिद्धांत दो प्रतिक्रियाशील सांद्रता, या दूसरे क्रम के उत्पाद के समानुपाती होता है। एक टर्मोलेक्यूलर चरण तीसरे क्रम का होने की भविष्यवाणी की गई है, लेकिन यह भी बहुत धीमा है क्योंकि तीन अणुओं की एक साथ टक्कर दुर्लभ है।

जिस प्रणाली में प्रतिक्रिया होती है, उसके लिए द्रव्यमान संतुलन का उपयोग करके, एकाग्रता में परिवर्तन की दर के लिए एक अभिव्यक्ति प्राप्त की जा सकती है। स्थिर आयतन वाले एक बंद सिस्टम के लिए, ऐसी अभिव्यक्ति दिख सकती है

{\frac {d[\mathrm {P} ]}{dt}}=k(T)[\mathrm {A} ]^{n}[\mathrm {B} ]^{m}

एक जटिल प्रतिक्रिया का उदाहरण: हाइड्रोजन और नाइट्रिक ऑक्साइड

प्रतिक्रिया के लिए

{\ce {2H2(g) + 2NO(g) -> N2(g) + 2H2O(g)}}

प्रेक्षित दर समीकरण (या दर अभिव्यक्ति) है: $v=k[{\ce {H2}}][{\ce {NO}}]^{2}\,$ जहाँ तक कई प्रतिक्रियाओं का सवाल है, प्रायोगिक दर समीकरण केवल समग्र प्रतिक्रिया में स्टोइकोमेट्रिक गुणांक को प्रतिबिंबित नहीं करता है: यह समग्र प्रतिक्रिया का क्रम है: एच में पहला क्रम₂ और NO में दूसरा क्रम, भले ही दोनों अभिकारकों के स्टोइकोमेट्रिक गुणांक 2 के बराबर हैं।^[10] रासायनिक गतिकी में, समग्र प्रतिक्रिया दर को अक्सर कई प्राथमिक चरणों वाले तंत्र का उपयोग करके समझाया जाता है। ये सभी चरण प्रतिक्रिया की दर को प्रभावित नहीं करते हैं; आम तौर पर सबसे धीमा प्रारंभिक चरण प्रतिक्रिया दर को नियंत्रित करता है। इस उदाहरण के लिए, एक संभावित तंत्र है:

${\ce {\quad 2NO(g)<=>N2O2(g)\qquad (fast\ equilibrium)}}$ # ${\ce {\quad {N2O2}+H2->{N2O}+H2O\qquad (slow)}}$
${\ce {\quad {N2O}+H2->{N2}+H2O\qquad (fast)}}$

प्रतिक्रिया 1 और 3 दूसरी की तुलना में बहुत तेज़ हैं, इसलिए धीमी प्रतिक्रिया 2 दर-निर्धारण चरण है। यह एक द्विआणविक प्रारंभिक प्रतिक्रिया है जिसकी दर दूसरे क्रम के समीकरण द्वारा दी गई है:

v=k_{2}[{\ce {H2}}][{\ce {N2O2}}]\,

,

कहां क₂ दूसरे चरण के लिए दर स्थिरांक है।

हालाँकि एन₂O₂ एक अस्थिर मध्यवर्ती है जिसकी सांद्रता इस तथ्य से निर्धारित होती है कि पहला चरण रासायनिक संतुलन में है, इसलिए $[N 2 O 2] = K 1 [NO] 2$ , जहां के₁ पहले चरण का संतुलन स्थिरांक है। पिछले समीकरण में इस समीकरण के प्रतिस्थापन से मूल अभिकारकों के संदर्भ में व्यक्त दर समीकरण बनता है

v=k_{2}K_{1}[{\ce {H2}}][{\ce {NO}}]^{2}\,

यदि यह मान लिया जाए तो यह प्रेक्षित दर समीकरण के स्वरूप से सहमत है $k = k 2 K 1$ . व्यवहार में दर समीकरण का उपयोग संभावित तंत्रों का सुझाव देने के लिए किया जाता है जो प्रयोग के अनुरूप दर समीकरण की भविष्यवाणी करते हैं।

H का दूसरा अणु₂ दर समीकरण में प्रकट नहीं होता है क्योंकि यह तीसरे चरण में प्रतिक्रिया करता है, जो दर-निर्धारण चरण के बाद एक तेज़ कदम है, ताकि यह समग्र प्रतिक्रिया दर को प्रभावित न करे।

तापमान निर्भरता

प्रत्येक प्रतिक्रिया दर गुणांक k में तापमान निर्भरता होती है, जो आमतौर पर अरहेनियस समीकरण द्वारा दी जाती है:

k=Ae^{-{\frac {E_{\mathrm {a} }}{RT}}}.

और_a सक्रियण ऊर्जा है; आर गैस स्थिरांक है. चूँकि तापमान T पर अणुओं में बोल्ट्ज़मैन वितरण द्वारा दी गई ऊर्जा होती है, अरहेनियस समीकरण#काइनेटिक सिद्धांत की अरहेनियस समीकरण की व्याख्या, ऊर्जा के साथ टकराव की संख्या E से अधिक है_aई के समानुपाती होना^−E_a⁄RT. गुणांक, ए, पूर्व-घातीय कारक या आवृत्ति कारक (रसायन विज्ञान) है।

ए और ई के लिए मान_a प्रतिक्रिया पर निर्भर हैं. अधिक जटिल समीकरण भी संभव हैं, जो अन्य दर स्थिरांकों की तापमान निर्भरता का वर्णन करते हैं जो इस पैटर्न का पालन नहीं करते हैं।

तापमान अभिकारकों की औसत गतिज ऊर्जा का माप है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अभिकारकों की गतिज ऊर्जा बढ़ती है। यानी कण तेजी से चलते हैं। अभिकारकों के तेजी से चलने से यह अधिक गति से अधिक टकराव होने की अनुमति देता है, इसलिए अभिकारकों के उत्पादों में बनने की संभावना बढ़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है। दस डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के परिणामस्वरूप प्रतिक्रिया दर लगभग दोगुनी हो जाती है।

S_N2) ब्रोमोमेथेन और हाइड्रॉक्साइड आयन के बीच प्रतिक्रिया

किसी प्रतिक्रिया के घटित होने के लिए आवश्यक न्यूनतम गतिज ऊर्जा को सक्रियण ऊर्जा कहा जाता है और इसे E द्वारा दर्शाया जाता है_a या ΔG^‡. आरेख पर दिखाई गई संक्रमण अवस्था या सक्रिय कॉम्प्लेक्स ऊर्जा अवरोध है जिसे अभिकारकों को उत्पादों में बदलते समय दूर किया जाना चाहिए। इस अवरोध से अधिक ऊर्जा वाले अणुओं में प्रतिक्रिया करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है।

एक सफल टक्कर होने के लिए, टकराव की ज्यामिति सही होनी चाहिए, जिसका अर्थ है कि प्रतिक्रियाशील अणुओं का सामना सही दिशा में होना चाहिए ताकि सक्रिय कॉम्प्लेक्स का निर्माण किया जा सके।

रासायनिक प्रतिक्रिया तभी होती है जब प्रतिक्रिया करने वाले कण टकराते हैं। हालाँकि, सभी टकराव प्रतिक्रिया उत्पन्न करने में प्रभावी नहीं होते हैं। उत्पाद तभी बनते हैं जब टकराने वाले कणों में एक निश्चित न्यूनतम ऊर्जा होती है जिसे थ्रेशोल्ड ऊर्जा कहा जाता है। सामान्य नियम के अनुसार, तापमान में प्रत्येक दस डिग्री सेल्सियस की वृद्धि पर कई प्रतिक्रियाओं की प्रतिक्रिया दर दोगुनी हो जाती है।^[11] किसी दी गई प्रतिक्रिया के लिए, उच्च तापमान पर इसकी दर स्थिरांक और कम तापमान पर इसकी दर स्थिरांक के अनुपात को इसके तापमान गुणांक, (क्यू) के रूप में जाना जाता है। Q10 (तापमान गुणांक)|Q₁₀आमतौर पर दस डिग्री सेल्सियस की दूरी वाले दर स्थिरांक के अनुपात के रूप में उपयोग किया जाता है।

दबाव निर्भरता

संघनित पदार्थ भौतिकी-चरण प्रतिक्रियाओं (अर्थात, जब अभिकारक और उत्पाद ठोस या तरल होते हैं) के लिए दर स्थिरांक की दबाव निर्भरता आमतौर पर उद्योग में आम तौर पर सामने आने वाले दबावों की सीमा में इतनी कमजोर होती है कि व्यवहार में इसकी उपेक्षा की जाती है।

दर स्थिरांक की दबाव निर्भरता सक्रियण मात्रा से जुड़ी होती है। सक्रियण-अवस्था परिसर के माध्यम से आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रिया के लिए:

ए + बी ⇌ |A⋯B|^‡→ पी

सक्रियण मात्रा, ΔV^‡, है:

\Delta V^{\ddagger }={\bar {V}}_{\ddagger }-{\bar {V}}_{\mathrm {A} }-{\bar {V}}_{\mathrm {B} }

जहां V̄ किसी प्रजाति के आंशिक दाढ़ आयतन को दर्शाता है और ‡ सक्रियण-अवस्था परिसर को इंगित करता है।

उपरोक्त प्रतिक्रिया के लिए, कोई स्थिर तापमान पर दबाव के साथ प्रतिक्रिया दर स्थिरांक (या तो मोल अंश या दाढ़ सांद्रता पर आधारित) में परिवर्तन की उम्मीद कर सकता है:^[9]^: 390

\left({\frac {\partial \ln k_{x}}{\partial P}}\right)_{T}=-{\frac {\Delta V^{\ddagger }}{RT}}

व्यवहार में, मामला जटिल हो सकता है क्योंकि आंशिक दाढ़ की मात्रा और सक्रियण की मात्रा स्वयं दबाव का कार्य हो सकती है।

ΔV के मान के आधार पर, प्रतिक्रियाएँ दबाव के साथ अपनी दर बढ़ा या घटा सकती हैं^‡. दबाव प्रभाव के संभावित परिमाण के उदाहरण के रूप में, कुछ कार्बनिक प्रतिक्रियाओं को प्रतिक्रिया दर को दोगुना करने के लिए दिखाया गया था जब दबाव वायुमंडलीय (0.1 एमपीए) से 50 एमपीए (जो ΔV देता है) तक बढ़ाया गया था^{‡=−0.025 L/mol).^[12]}

यह भी देखें

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बाहरी संबंध

Chemical kinetics, reaction rate, and order (needs flash player)
Reaction kinetics, examples of important rate laws (lecture with audio).
Rates of reaction
Overview of Bimolecular Reactions (Reactions involving two reactants)
pressure dependence Can. J. Chem.

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