De snelheidsvergelijking (of snelheidswet) is een vergelijking die wordt gebruikt om de snelheid van een chemische reactie te berekenen. Voor een algemene reactie aA + bB → C is de snelheidsvergelijking:
r = k [ A ] x [ B ] y {displaystyle r;= k[\mathrm {A} ]^{x}[\mathrm {B} ]^{y}}.
Hierbij zijn [A] en [B] de concentraties van A en B. x en y hangen af van welke stap snelheidsbepalend is. Als het reactiemechanisme heel eenvoudig is, waarbij A en B elkaar raken en dan via één overgangstoestand naar producten gaan, dan is x=a en y=b. k is de snelheidsconstante van de reactie. Deze verandert met de temperatuur, de druk en andere omstandigheden.
De snelheidsvergelijking is een differentiaalvergelijking. Als deze wordt geïntegreerd, wordt een vergelijking gevonden die vertelt hoe de concentratie van reagentia en producten met de tijd verandert.
In speciale gevallen is het heel eenvoudig om de vergelijking op te lossen en k te vinden. Bijvoorbeeld, in een eerste-orde-reactie is de vergelijking:
r = - d [ A ] d t = k [ A ] {displaystyle r=-{frac {d[A]}{dt}=k[A]}
Integreren geeft:
ln [ A ] = - k t + ln [ A ] 0 {\displaystyle \ln {[A]}=-kt+\ln {[A]_{0}}}.
Dus een plot van ln [ A ] {[A]} tegen de tijd t geeft een rechte lijn met een helling van - k {k} .
Soms kunnen experimenten zo worden uitgevoerd dat de reactie op een eerste-orde reactie lijkt. Als de concentratie van één reagens op dezelfde hoge waarde wordt gehouden, kan deze als een constante worden beschouwd. De vergelijking wordt r = k [ A ] [ B ] = k ′ [ A ] {\displaystyle r=k[A][B]=k'[A]} waarbij k' de pseudo-eerste orde snelheidsconstante is. Dan kan de bovenstaande methode worden gebruikt om k' te berekenen.
A: De snelheidsvergelijking (of snelheidswet) is een vergelijking die wordt gebruikt om de snelheid van een chemische reactie te berekenen. Zij houdt rekening met de concentraties van reactanten en producten, en met andere omstandigheden zoals temperatuur en druk.
V: Hoe kan de snelheidsconstante worden berekend?
A: In speciale gevallen is het mogelijk de differentiaalvergelijking op te lossen en k te vinden door deze te integreren. Bijvoorbeeld, in een eerste-orde-reactie zal een plot van ln[A] tegen tijd t een rechte lijn opleveren met een helling van -k.
V: Wat stellen x en y voor in de algemene reactieformule?
A: x en y hangen af van welke stap snelheidsbepalend is. Als het reactiemechanisme heel eenvoudig is, waarbij A en B elkaar raken en dan via één overgangstoestand naar producten gaan, dan is x=a en y=b.
V: Is er een andere manier om k te berekenen als één reagens een hoge concentratie heeft?
A: Ja, als één reagens een hoge concentratie heeft die als constant kan worden beschouwd, dan wordt het een zogenaamde pseudo-snelheidsconstante van de eerste orde (k'). Dit kan ook worden gebruikt om k' te berekenen.
V: Welke invloed heeft de temperatuur op de snelheidsconstante?
A: De snelheidsconstante verandert met de temperatuur, de druk en andere omstandigheden.
V: Wat voor soort vergelijking is de snelheidsvergelijking?
A: De snelheidsvergelijking is een differentiaalvergelijking.
![{\displaystyle r\;=\;k[\mathrm {A} ]^{x}[\mathrm {B} ]^{y}}](https://www.alegsaonline.com/image/7a27a48de8f8ddfbe78b2b8f3105f36e4d2ace52.svg)
![{\displaystyle r=-{\frac {d[A]}{dt}}=k[A]}](https://www.alegsaonline.com/image/8e2d0d4b06c394d6c730853391ecc70e6b9e1575.svg)
![{\displaystyle \ \ln {[A]}=-kt+\ln {[A]_{0}}}](https://www.alegsaonline.com/image/f01599f79a633531bd83f2969981837039366f74.svg)
![{\displaystyle \ln {[A]}}](https://www.alegsaonline.com/image/d145d4f5d2bff5b617ad06dceb36a3a6511ffe1f.svg)
tegen de tijd t geeft een rechte lijn met een helling van 
.![{\displaystyle r=k[A][B]=k'[A]}](https://www.alegsaonline.com/image/02d4b9a42622146589600a48106ebf9a7aa3641f.svg)
waarbij k' de pseudo-eerste orde snelheidsconstante is. Dan kan de bovenstaande methode worden gebruikt om k' te berekenen.