Скорость и механизм химических процессов составляют основу химической кинетики.
Скорость гомогенной химической реакции определяется по изменению концентрации любого из реагирующих веществ в единицу времени. Обычно концентрации выражают в моль/л, а время в секундах. Например, скорость реакции:
может быть, с одной стороны, определена по убыли веществ A или В, а с другой стороны, по приращению продуктов реакции L и Q. Поскольку все вещества этой реакции взаимодействуют в стехиометрических соотношениях, то скорость реакции может быть выражена через изменение концентрации любого реагента. Другими словами, при фиксированной температуре скорость гомогенной реакции Vi определяется убылью или приращением концентрации реагента Ci за бесконечно малое время dτ:
Так, скорость реакции: N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г) может быть выражена соотношением:
Скорость реакции в момент τ – мгновенная скорость; Vτ – подчиняется закону действующих масс для реакции: A + B,
VAB = k [A] [B]
Коэффициент пропорциональности называют константой скорости. Очевидно, для реакции aA + bB, то есть для a молей вещества А и b молей вещества В ЗДМ формально запишется в виде:
Скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ в степенях их стехиометрических коэффициентов.
Это определение относится к гомогенным реакциям. Если реакция гетерогенная (реагенты находятся в разных агрегатных состояниях), то в уравнение закона действующих масс входят только жидкие или только газообразные реагенты, а твердые исключаются, оказывая влияние только на константу скорости k.
Константа скорости k численно равна скорости, если концентрации реагентов постоянны и равны единице.