अभिक्रिया दर

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

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

प्रतिक्रिया दर या प्रतिक्रिया की दर वह गति है जिस पर एक रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, जिसे समय की प्रति इकाई उत्पाद की एकाग्रता में वृद्धि और प्रति इकाई समय में एक अभिकारक की एकाग्रता में कमी के अनुपात में परिभाषित किया जाता है। प्रतिक्रिया की दरें नाटकीय रूप से भिन्न हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, पृथ्वी के वायुमंडल के नीचे लोहे का ऑक्सीडेटिव जंग लगना एक धीमी प्रतिक्रिया है जिसमें कई साल लग सकते हैं, लेकिन आग में सेलूलोज़ का दहन एक प्रतिक्रिया है जो एक सेकंड के अंशों में होती है। अधिकांश प्रतिक्रियाओं के लिए, प्रतिक्रिया बढ़ने पर दर कम हो जाती है। समय के साथ एकाग्रता में परिवर्तन को मापने के द्वारा प्रतिक्रिया की दर निर्धारित की जा सकती है।

रासायनिक कैनेटीक्स भौतिक रसायन शास्त्र का हिस्सा है जो चिंता करता है कि रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दरों को कैसे मापा जाता है और भविष्यवाणी की जाती है, और संभावित प्रतिक्रिया तंत्रों को निकालने के लिए प्रतिक्रिया-दर डेटा का उपयोग कैसे किया जा सकता है। रासायनिक कैनेटीक्स की अवधारणाओं को कई विषयों में लागू किया जाता है, जैसे रासायनिक अभियांत्रिकी, एंजाइमोलॉजी और पर्यावरण अभियांत्रिकी।

औपचारिक परिभाषा

एक सामान्य रासायनिक अभिक्रिया पर विचार करें:

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

लोअरकेस अक्षर (a, b, p, और q) स्टोइकोमेट्रिक गुणांक का प्रतिनिधित्व करते हैं, जबकि बड़े अक्षर रिएक्टेंट्स (A और B) और उत्पादों (P और Q) का प्रतिनिधित्व करते हैं।

आईयूपीएसी गोल्ड बुक की परिभाषा के अनुसार स्थिर मात्रा में एक बंद प्रणाली में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए प्रतिक्रिया दर v, प्रतिक्रिया मध्यवर्ती के निर्माण के बिना परिभाषित की जाती है:

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

जहाँ [X] पदार्थ X (= A, B, P या Q) की सांद्रता को दर्शाता है। इस प्रकार परिभाषित प्रतिक्रिया दर में एमओएल/एल/सेकंड की इकाइयाँ होती हैं।

अभिक्रिया की दर हमेशा धनात्मक होती है। यह इंगित करने के लिए एक ऋणात्मक संकेत मौजूद है कि अभिकारक एकाग्रता घट रही है। आईयूपीएसी की सिफारिश है कि समय की इकाई हमेशा दूसरी होनी चाहिए। प्रतिक्रिया की दर एक स्थिर कारक (इसकी स्टोइकोमेट्रिक संख्या का व्युत्क्रम) द्वारा उत्पाद पी की एकाग्रता में वृद्धि की दर से भिन्न होती है और अभिकारक ए के लिए स्टोइकीओमेट्रिक संख्या के व्युत्क्रम को घटाकर। रससमीकरणमितीय संख्या शामिल किए गए हैं ताकि परिभाषित दर इस बात से स्वतंत्र हो कि माप के लिए कौन से अभिकारक या उत्पाद प्रजातियों को चुना गया है। उदाहरण के लिए, यदि a = 1 और b = 3 है तो B, A की तुलना में तीन गुना अधिक तेजी से खपत करता है, लेकिन but v = -d[A]/dt = -(1/3)d[B]/dt विशिष्ट रूप से परिभाषित है। इस परिभाषा का एक अतिरिक्त लाभ यह है कि एक प्रारंभिक और अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया के लिए, v संक्रमण राज्य सक्रियण ऊर्जा पर काबू पाने की संभावना के उत्पाद के बराबर है और प्रतिक्रियाशील अणुओं द्वारा प्रति सेकंड संक्रमण की स्थिति की संख्या के बराबर है। जब परिभाषित किया जाता है, तो एक प्रारंभिक और अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया के लिए, v उत्पाद के लिए अग्रणी सफल रासायनिक प्रतिक्रिया घटनाओं की दर होती है।

उपरोक्त परिभाषा केवल एक प्रतिक्रिया के लिए मान्य है, स्थिर मात्रा की एक बंद प्रणाली में। यदि नमकीन पानी वाले बर्तन में पानी डाला जाए, तो नमक की सघनता कम हो जाती है, हालांकि कोई रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं होती है।

एक खुली प्रणाली के लिए, पूर्ण द्रव्यमान संतुलन को ध्यान में रखा जाना चाहिए: इन - आउट + जनरेशन - खपत = संचय

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

जहाँ F_A0 प्रति सेकंड अणुओं में A की अंतर्वाह दर है, F_A बहिर्वाह है, और v A की तात्कालिक प्रतिक्रिया दर है (दाढ़ के बजाय संख्या सांद्रता में) किसी दिए गए विभेदक आयतन में, किसी दिए गए क्षण में पूरे सिस्टम वॉल्यूम V पर एकीकृत। जब पहले से माने गए स्थिर आयतन पर बंद सिस्टम पर लागू किया जाता है, तो यह समीकरण कम हो जाता है:

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

जहां एकाग्रता [A] अणुओं की संख्या N_A से [A] = N_A/N₀V से संबंधित है। यहाँ N₀ आवोगाद्रो स्थिरांक है।

अलग-अलग मात्रा की एक बंद प्रणाली में एक प्रतिक्रिया के लिए, रूपांतरण की तथाकथित दर का उपयोग किया जा सकता है, ताकि सांद्रता से निपटने से बचा जा सके। इसे समय के संबंध में प्रतिक्रिया की मात्रा 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_i पदार्थ i के लिए रससमीकरणमितीय गुणांक है, जो उपरोक्त सामान्य प्रतिक्रिया में a, b, p, और q के बराबर है। इसके अलावा, V प्रतिक्रिया की मात्रा है और C_i पदार्थ i की एकाग्रता है।

जब पार्श्व उत्पाद या प्रतिक्रिया मध्यवर्ती बनते हैं, तो आईयूपीएसीउत्पादों और अभिकारकों के लिए एकाग्रता में वृद्धि की दर और एकाग्रता में कमी की दर के शब्दों के उपयोग की अनुशंसा करता है।

प्रतिक्रिया दरों को एक आधार पर भी परिभाषित किया जा सकता है जो रिएक्टर का आयतन नहीं है। जब एक उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है तो प्रतिक्रिया की दर एक उत्प्रेरक भार ((mol g⁻¹ s⁻¹) या सतह क्षेत्र ((mol m⁻² s⁻¹) आधार। यदि आधार एक विशिष्ट उत्प्रेरक साइट है जिसे निर्दिष्ट विधि द्वारा सख्ती से गिना जा सकता है, तो दर s⁻¹ की इकाइयों में दिया जाता है और इसे टर्नओवर आवृत्ति कहा जाता है।

प्रभावित करने वाले कारक

प्रतिक्रिया की दर को प्रभावित करने वाले कारक प्रतिक्रिया की प्रकृति, एकाग्रता, दबाव, प्रतिक्रिया क्रम, तापमान, विलायक, विद्युत चुम्बकीय विकिरण, उत्प्रेरक, आइसोटोप, सतह क्षेत्र, सरगर्मी और प्रसार सीमा हैं। कुछ प्रतिक्रियाएं दूसरों की तुलना में स्वाभाविक रूप से तेज होती हैं। प्रतिक्रिया करने वाली प्रजातियों की संख्या, उनकी भौतिक अवस्था (ठोस बनाने वाले कण गैसों या विलयनों 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 की दर एकाग्रता के साथ बढ़ती है, जैसा कि दर कानून द्वारा वर्णित है और टकराव सिद्धांत द्वारा समझाया गया है। जैसे-जैसे अभिकारकों की सान्द्रता बढ़ती है, संघट्ट की आवृत्ति बढ़ती जाती है। दबाव के साथ गैसीय अभिक्रियाओं की दर बढ़ जाती है, जो वास्तव में गैस की सांद्रता में वृद्धि के बराबर है। प्रतिक्रिया की दर उस दिशा में बढ़ जाती 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 कैसे प्रतिक्रियाशील एकाग्रता (या दबाव) प्रतिक्रिया दर को प्रभावित करता है।

आम तौर पर उच्च तापमान पर प्रतिक्रिया करने से सिस्टम में अधिक ऊर्जा मिलती है और कणों के बीच अधिक टकराव पैदा करके प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है, जैसा कि टकराव सिद्धांत द्वारा समझाया गया है। हालांकि, मुख्य कारण यह है कि तापमान प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाता है कि अधिक टकराने वाले कणों में आवश्यक सक्रियण ऊर्जा होगी जिसके परिणामस्वरूप अधिक सफल टकराव (जब अभिकारकों के बीच बंधन बनते हैं) होता है। तापमान के प्रभाव का वर्णन आरेनियस समीकरण द्वारा किया गया है। उदाहरण के लिए, कोयला ऑक्सीजन की उपस्थिति में एक चिमनी में जलता है, लेकिन यह तब नहीं होता जब इसे कमरे के तापमान पर संग्रहित किया जाता है। प्रतिक्रिया कम और उच्च तापमान पर सहज है लेकिन कमरे के तापमान पर इसकी दर इतनी धीमी है कि यह नगण्य है। तापमान में वृद्धि, जैसा कि एक मैच द्वारा बनाया गया है, प्रतिक्रिया को शुरू करने की अनुमति देता है और फिर यह खुद को गर्म करता है क्योंकि यह एक्सोथर्मिक है। मीथेन, ब्यूटेन और हाइड्रोजन जैसे कई अन्य ईंधनों के लिए यह मान्य है।

प्रतिक्रिया की दर तापमान (गैर-अरेनियस) से स्वतंत्र हो सकती है या बढ़ते तापमान (एंटी-अरहेनियस) के साथ घट सकती है। सक्रियण बाधा के बिना प्रतिक्रियाएं (उदाहरण के लिए, कुछ कट्टरपंथी प्रतिक्रियाएं), एंटी-अरेनियस तापमान निर्भरता होती हैं: तापमान बढ़ने के साथ दर स्थिर घट जाती है।

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

विद्युत चुम्बकीय विकिरण ऊर्जा का एक रूप है। जैसे, यह दर को तेज कर सकता है या यहां तक कि प्रतिक्रिया को सहज बना सकता है क्योंकि यह अभिकारकों के कणों को अधिक ऊर्जा प्रदान करता है। यह ऊर्जा किसी न किसी रूप में प्रतिक्रिया करने वाले कणों में संग्रहित होती है (यह बंधनों को तोड़ सकती है, और अणुओं को इलेक्ट्रॉनिक या कंपन से उत्तेजित राज्यों में बढ़ावा दे सकती है...) मध्यवर्ती प्रजातियां बनाती हैं जो आसानी से प्रतिक्रिया करती हैं। प्रकाश की तीव्रता बढ़ने पर कण अधिक ऊर्जा अवशोषित करते हैं और इसलिए प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है। उदाहरण के लिए, जब मीथेन अंधेरे में क्लोरीन के साथ अभिक्रिया करती है, तो प्रतिक्रिया की दर धीमी होती है। मिश्रण को विसरित प्रकाश में रखने पर इसे तेज किया जा सकता है। चमकदार धूप में, प्रतिक्रिया विस्फोटक होती है।

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

गतिज समस्थानिक प्रभाव में एक ही अणु के लिए एक अलग प्रतिक्रिया दर होती है यदि इसमें अलग-अलग आइसोटोप होते हैं, आमतौर पर हाइड्रोजन आइसोटोप, हाइड्रोजन और ड्यूटेरियम के सापेक्ष द्रव्यमान अंतर के कारण। सतहों पर होने वाली प्रतिक्रियाओं में, जो उदाहरण के लिए विषम कटैलिसीस के दौरान होती हैं, प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है क्योंकि सतह का क्षेत्रफल बढ़ जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ठोस के अधिक कण उजागर होते हैं और प्रतिक्रियाशील अणुओं द्वारा हिट किए जा सकते हैं I

विषम प्रतिक्रियाओं के लिए प्रतिक्रिया की दर पर हलचल का एक मजबूत प्रभाव हो सकता है।

कुछ अभिक्रियाएँ प्रसार द्वारा सीमित होती हैं। प्रतिक्रिया की दर को प्रभावित करने वाले सभी कारक, एकाग्रता और प्रतिक्रिया क्रम को छोड़कर, प्रतिक्रिया दर गुणांक (प्रतिक्रिया के दर समीकरण में गुणांक) में ध्यान में रखे जाते हैं।

दर समीकरण

Main article: दर समीकरण

रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए a A + b B → p P + q Q दर समीकरण या दर कानून एक गणितीय अभिव्यक्ति है जो रासायनिक कैनेटीक्स में प्रत्येक रिएक्टेंट की एकाग्रता के लिए प्रतिक्रिया की दर को जोड़ने के लिए उपयोग किया जाता है। स्थिर आयतन पर एक बंद तंत्र के लिए, यह अक्सर रूप 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 गायब होने वाले उत्पाद सांद्रता के साथ), तो यह सामान्य रूप से उद्धृत रूप को सरल करता है

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

गैस प्रावस्था अभिक्रिया के लिए दर समीकरण को प्रायः वैकल्पिक रूप से आंशिक दबावों के रूप में व्यक्त किया जाता है।

इन समीकरणों में, k(T) प्रतिक्रिया दर गुणांक या दर स्थिर है, हालांकि यह वास्तव में स्थिर नहीं है, क्योंकि इसमें समय और एकाग्रता को छोड़कर, सभी पैरामीटर शामिल हैं जो प्रतिक्रिया दर को प्रभावित करते हैं। प्रतिक्रिया दर को प्रभावित करने वाले सभी मापदंडों में से, तापमान सामान्य रूप से सबसे महत्वपूर्ण है और इसे अरहेनियस समीकरण के हिसाब से लिया जाता है।

घातांक n और m को प्रतिक्रिया क्रम कहा जाता है और प्रतिक्रिया तंत्र पर निर्भर करता है। एक प्रारंभिक (एकल-चरण) प्रतिक्रिया के लिए, प्रत्येक अभिकारक के संबंध में क्रम उसके स्टोइकोमेट्रिक गुणांक के बराबर होता है। जटिल (मल्टीस्टेप) प्रतिक्रियाओं के लिए, हालांकि, यह अक्सर सच नहीं होता है और दर समीकरण विस्तृत तंत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है, जैसा कि H₂ और NO की प्रतिक्रिया के लिए नीचे दिखाया गया है।

प्रारंभिक प्रतिक्रियाओं या प्रतिक्रिया चरणों के लिए, क्रम और स्टोइकीओमेट्रिक गुणांक दोनों आणविकता या भाग लेने वाले अणुओं की संख्या के बराबर हैं। एक एकाणुक प्रतिक्रिया या चरण के लिए, दर अभिकारक के अणुओं की एकाग्रता के समानुपाती होती है, इसलिए दर नियम प्रथम क्रम है। एक द्विध्रुवीय प्रतिक्रिया या चरण के लिए, टकरावों की संख्या दो अभिकारक सांद्रता, या दूसरे क्रम के उत्पाद के समानुपाती होती है। टर्मोलेक्यूलर चरण को तीसरे क्रम का होने की भविष्यवाणी की जाती है, लेकिन साथ ही बहुत धीमी गति से तीन अणुओं के एक साथ टकराव दुर्लभ होते हैं।

जिस तंत्र 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। निरंतर आयतन वाली एक बंद प्रणाली के लिए, यह अभिव्यक्ति इस तरह 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

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

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

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

प्रतिक्रिया 1 और 3 दूसरी की तुलना में बहुत तेज हैं, इसलिए धीमी प्रतिक्रिया 2 दर-निर्धारण कदम है। यह एक द्विध्रुवीय प्राथमिक प्रतिक्रिया है जिसकी दर दूसरे क्रम के समीकरण द्वारा दी गई है:

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

जहां के₂ दूसरे चरण के लिए दर स्थिर है।

हालांकि एन₂O₂ एक अस्थिर मध्यवर्ती है जिसकी एकाग्रता इस तथ्य से निर्धारित होती है कि पहला कदम रासायनिक संतुलन में है, ताकि [N₂O₂] = K₁[NO]², जहां के₁ पहले चरण का संतुलन स्थिरांक है। पिछले समीकरण में इस समीकरण का प्रतिस्थापन मूल अभिकारकों के संदर्भ में व्यक्त दर समीकरण की ओर जाता है

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

यदि यह माना जाता है कि यह प्रेक्षित दर समीकरण के रूप से सहमत है k = k₂K₁. व्यवहार में दर समीकरण का उपयोग संभावित तंत्रों का सुझाव देने के लिए किया जाता है जो प्रयोग के साथ समझौते में दर समीकरण की भविष्यवाणी करते हैं।

एच 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 तीव्र चरण है, ताकि यह समग्र प्रतिक्रिया दर को प्रभावित न करे।

तापमान निर्भरता

Main article: Arrhenius equation

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

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

और_a सक्रियण ऊर्जा है; R 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 ई से अधिक ऊर्जा के साथ टकराव की संख्या_aई के आनुपातिक 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 आगे बढ़ने से यह अधिक टक्करों को अधिक गति से 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 की दर लगभग दोगुनी हो जाती है।

एस_N2) ब्रोमोमेथेन और हाइड्रॉक्साइड आयन के बीच प्रतिक्रिया

प्रतिक्रिया होने के लिए आवश्यक न्यूनतम गतिज ऊर्जा को सक्रियण ऊर्जा कहा जाता है और इसे ई द्वारा निरूपित किया जाता है_a या डीजी^‡. आरेख पर दिखाया गया संक्रमण राज्य या सक्रिय परिसर ऊर्जा अवरोध है जिसे उत्पादों में अभिकारकों को बदलते समय दूर किया जाना चाहिए। इस बाधा से अधिक ऊर्जा वाले अणुओं में प्रतिक्रिया करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है।

एक सफल टक्कर होने के लिए, टक्कर की ज्यामिति सही होनी चाहिए, जिसका अर्थ है कि प्रतिक्रियाशील अणुओं को सही तरीके से सामना करना चाहिए ताकि सक्रिय परिसर का गठन किया जा सके।

रासायनिक प्रतिक्रिया तभी होती है जब प्रतिक्रियाशील कण टकराते हैं। हालांकि, प्रतिक्रिया पैदा करने में सभी टकराव प्रभावी नहीं होते हैं। उत्पाद तभी बनते हैं जब टकराने वाले कणों में एक निश्चित न्यूनतम ऊर्जा होती है जिसे थ्रेशोल्ड एनर्जी कहा जाता है। अंगूठे के एक नियम के रूप में, तापमान में हर दस डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के लिए कई प्रतिक्रियाओं की प्रतिक्रिया दर दोगुनी हो जाती है। किसी दिए गए 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 दर स्थिरांक के अनुपात के रूप में उपयोग किया जाता है जो दस डिग्री सेल्सियस अलग होते हैं।

दबाव निर्भरता

संघनित पदार्थ भौतिकी-चरण प्रतिक्रियाओं (अर्थात, जब अभिकारक और उत्पाद ठोस या तरल होते हैं) के लिए स्थिर दर की दबाव निर्भरता आमतौर पर उद्योग में सामान्य रूप से सामना किए जाने वाले दबावों की सीमा में पर्याप्त रूप से कमजोर होती है, जिसे व्यवहार में उपेक्षित किया जाता है।

दर स्थिरांक की दबाव निर्भरता सक्रियण मात्रा के साथ जुड़ी हुई है। सक्रियण-राज्य 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 वी एक प्रजाति के आंशिक दाढ़ की मात्रा को दर्शाता है और ‡ सक्रियण-राज्य परिसर को इंगित करता है।

उपरोक्त प्रतिक्रिया के लिए, निरंतर तापमान पर दबाव के साथ प्रतिक्रिया दर स्थिर (या तो तिल अंश या दाढ़ एकाग्रता पर आधारित) के परिवर्तन की उम्मीद कर सकते हैं:

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

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

ΔV के मान के आधार पर, दबाव के साथ प्रतिक्रियाएँ अपनी दरों को बढ़ा या घटा सकती हैं^‡. दबाव प्रभाव के संभावित परिमाण के एक उदाहरण के रूप में, वायुमंडलीय (0.1 एमपीए) से 50 एमपीए (जो ΔV देता है) पर दबाव बढ़ने पर प्रतिक्रिया दर को दोगुना करने के लिए कुछ कार्बनिक प्रतिक्रियाओं को दिखाया गया था^{‡=−0.025 एल/मोल)।}

यह भी देखें

• प्रसार-नियंत्रित प्रतिक्रिया
• कमजोर पड़ने (समीकरण)
• इज़ोटेर्मल माइक्रोकैलोरीमेट्री
• घोल की दर
• स्थिर राज्य सन्निकटन

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.