Kineetika ehk keemiliste reaktsioonide kiirus on üks keerukamaid teemasid, millega keskkooli ja kolledži keemiaõpilased kokku puutuvad. Keemilise reaktsiooni kiirus kirjeldab, kuidas toodete ja reagentide kontsentratsioonid aja jooksul muutuvad. Reaktsiooni edenedes kipub kiirus vähenema, sest reagentide vahelise kokkupõrke tõenäosus muutub järk-järgult väiksemaks. Seetõttu kipuvad keemikud reaktsioone kirjeldama oma "algse" kiirusega, mis viitab reaktsiooni kiirusele esimestel sekunditel või minutitel.
Üldiselt esindavad keemikud vormis keemilisi reaktsioone
aA + bB ---> cD + dD,
kus A ja B tähistavad reagente, C ja D tähistavad produkti ja a, b, c ja d tähistavad nende vastavaid koefitsiente tasakaalustatud keemilises võrrandis. Selle reaktsiooni kiirusevõrrand on siis
määr = (-1 ÷ a) d ÷ dt = (-1 ÷ b) d ÷ dt = (1 ÷ c) d ÷ dt = (1 ÷ d) d ÷ dt,
kus nurksulud tähistavad reagendi või toote kontsentratsiooni; a, b, c ja d tähistavad tasakaalustatud keemiliste võrrandite koefitsiente; ja t tähistab aega.
Kirjutage uuritava reaktsiooni tasakaalustatud keemiline võrrand. Vaatleme näiteks vesinikperoksiidi H2O2, mis laguneb veega, H2O ja hapnikuks, O2, reaktsiooni:
H2O2 (2) ---> H2O (2) + O2.
Tasakaalustatud reaktsioonid sisaldavad sama arvu igat tüüpi aatomeid noole vasakul ja paremal küljel. Sel juhul sisaldavad mõlemad pooled neli vesinikuaatomit ja kaks hapnikuaatomit.
Koostage kiiruse võrrand sissejuhatuses esitatud võrrandi põhjal. Jätkates näite sammu 1 järgi:
määr = - (1 ÷ 2) d ÷ dt = (1 ÷ 2) d ÷ dt = (1 ÷ 1) d ÷ dt.
Asendage kontsentratsiooni ja aja andmed 2. sammu võrrandisse, tuginedes probleemis kättesaadavale või eksperimendi käigus saadud teabele. Näiteks eeldame, et ülalkirjeldatud reaktsiooni jaoks saadi järgmised andmed:
aeg (s), (M) 0, 0,250 10, 0,226
Need andmed näitavad, et 10 sekundi pärast vähenes vesinikperoksiidi kontsentratsioon 0,250 moolilt liitri kohta kuni 0,226 mooli liitri kohta. Kiiruse võrrandist saab siis
kiirus = - (1 ÷ 2) d ÷ dt = - (1 ÷ 2) (0,226 - 0,250) ÷ 10 = 0,0012 M / s.
See väärtus tähistab reaktsiooni algkiirust.