קבוע קצב

קבוע קצב התגובה בקינטיקה כימית הוא קבוע פיזיקלי המכמת את המהירות של התגובה הכימית. הקבוע מסומן באות k או באות λ.

עבור התגובה הכימית nA + mB → C + D, קצב התגובה מחושב, בדרך כלל, בצורה הבאה:

${\displaystyle {\frac {d[C]}{dt}}=k(T)[A]^{n'}[B]^{m'}}$

במשוואה זו:

• [X] מציין, עבור תגובות בין נוזלים, גזים, או מומסים, את ריכוזו של החומר X; עבור תגובה המתרחשת בתנאים גבוליים הוא יציין מדד כלשהו כגון מספר המולים של X פֶר אזור.
• (k(T הוא קבוע קצב התגובה התלוי בטמפרטורה.

המעריכים n' ו-m' נקראים סדרי התגובה והם תלויים במנגנון התגובה. לפי משוואת ארניוס, בתגובה חד שלבית הם יכולים להיכתב גם בצורה הבאה:

${\displaystyle {\frac {d[C]}{dt}}=Ae^{\frac {-E_{a}}{RT}}[A]^{n}[B]^{m}}$

כאשר:

• E_a היא אנרגיית ההפעלה.
• R הוא קבוע הגזים.
• כיוון שבטמפרטורה T למולקולות יש אנרגיות בהתאם להתפלגות בולצמן, ניתן לצפות מיחס ההתנגשויות עם אנרגיה הגדולה מ-E_a להשתנות עם e^-Ea/RT.
• A הוא הגורם הקדם מעריכי או גורם התדירות.

משוואת ארניוס נותנת את הבסיס הכמותי של היחסים בין אנרגיית ההפעלה וקצב התגובה שבו התגובה מתקדמת.

באופן כללי יחידות קבוע הקצב הן mol^1-n·L^n-1·s^-1 (כאשר n הוא הסדר הכולל של המשוואה).