Kinetiikka tai kemiallisten reaktioidenopeudet edustavat yhtä monimutkaisimmista aiheista, joihin lukio- ja korkeakoulukemian opiskelijat kohtaavat. Kemiallisen reaktionopeus kuvaa, kuinka tuotteiden ja reagenssien pitoisuudet muuttuvat ajan myötä. Reaktion edetessä nopeudella on taipumus laskea, koska reagoivien aineiden törmäysmahdollisuudet muuttuvat vähitellen. Siksi kemisteillä on taipumus kuvailla reaktioita niiden "alkuperäisellä" nopeudella, joka viittaa reaktionopeuteen muutaman ensimmäisen sekunnin tai minuutin aikana.
Yleensä kemistit edustavat kemiallisia reaktioita muodossa
aA + bB ---> cD + dD,
jossa A ja B edustavat reagensseja, C ja D edustavat tuotteita ja a, b, c ja d edustavat vastaavia kertoimiaan tasapainotetussa kemiallisessa yhtälössä. Tämän reaktion nopeusyhtälö on sitten
nopeus = (-1 ÷ a) d ÷ dt = (-1 ÷ b) d ÷ dt = (1 ÷ c) d ÷ dt = (1 ÷ d) d ÷ dt,
missä hakasulkeet osoittavat reagenssin tai tuotteen pitoisuuden; a, b, c ja d edustavat kertoimia tasapainotetusta kemiallisesta yhtälöstä; ja t edustaa aikaa.
Kirjoita tasapainoinen kemiallinen yhtälö tutkittavalle reaktiolle. Otetaan esimerkiksi esimerkki vetyperoksidin H2O2 reaktiosta, joka hajoaa veteen, H2O: ksi ja hapeksi, O2:
H2O2 (2) ---> H20 (2) + 02.
Tasapainotetut reaktiot sisältävät saman määrän jokaisesta atomityypistä nuolen vasemmalla ja oikealla puolella. Tässä tapauksessa molemmilla puolilla on neljä vetyatomia ja kaksi happiatomia.
Laadi nopeusyhtälö johdannossa esitetyn yhtälön perusteella. Jatkamalla esimerkkiä vaiheesta 1:
nopeus = - (1 ÷ 2) d ÷ dt = (1 ÷ 2) d ÷ dt = (1 ÷ 1) d ÷ dt.
Korvaa pitoisuus- ja aikatiedot vaiheen 2 yhtälöön ongelmassa käytettävissä olevien tai kokeen aikana saatujen tietojen perusteella. Oletetaan esimerkiksi, että yllä kuvatun reaktion osalta saatiin seuraavat tiedot:
aika (t), (M) 0, 0,250 10, 0,226
Nämä tiedot osoittavat, että 10 sekunnin kuluttua vetyperoksidipitoisuus laski 0,250 moolista litrassa 0,226 mooliin litrassa. Nopeusyhtälöstä tulee sitten
nopeus = - (1 ÷ 2) d ÷ dt = - (1 ÷ 2) (0,226 - 0,250) ÷ 10 = 0,0012 M / s.
Tämä arvo edustaa reaktion alkuperäistä nopeutta.