Biểu thức tốc độ, hằng số tốc độ k và tỉ số tốc độ

Với phản ứng đơn giản (xảy ra trong một giai đoạn) $a\mathrm{A} + b\mathrm{B} \rightarrow \text{sản phẩm}$, ở nhiệt độ không đổi, tốc độ tỉ lệ với tích nồng độ các chất đầu, mỗi nồng độ lấy luỹ thừa bằng hệ số của chất đó:

$$v = k\,[\mathrm{A}]^{a}\,[\mathrm{B}]^{b}$$

• $[\mathrm{A}]$, $[\mathrm{B}]$ là nồng độ mol/L của chất khí hoặc chất tan.
• $k$ là hằng số tốc độ: không phụ thuộc nồng độ, chỉ phụ thuộc bản chất phản ứng, nhiệt độ và chất xúc tác. $k$ lớn thì phản ứng nhanh.
• Chất rắn (và dung môi) không có mặt trong biểu thức; nồng độ của chúng coi như không đổi và gộp vào $k$. Ví dụ $\mathrm{C(s)} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2}$ có $v = k[\mathrm{O_2}]$.

Vì $v$ có đơn vị $\text{mol/(L}\cdot\text{s)}$, đơn vị của $k$ phụ thuộc tổng số mũ $n = a + b$:

Tổng số mũ $n$	Đơn vị của $k$
1	$\text{s}^{-1}$
2	$\text{L/(mol}\cdot\text{s)}$
3	$\text{L}^2\text{/(mol}^2\cdot\text{s)}$

Tổng quát $k$ có đơn vị $\text{(L/mol)}^{n-1}\text{/s}$.

Nếu nồng độ đổi từ $C_1$ sang $C_2$ (nhiệt độ không đổi) thì $k$ giữ nguyên và

$$\frac{v_2}{v_1} = \left(\frac{[\mathrm{A}]_2}{[\mathrm{A}]_1}\right)^{a}\left(\frac{[\mathrm{B}]_2}{[\mathrm{B}]_1}\right)^{b}$$

Mỗi chất có một thừa số riêng; các thừa số nhân với nhau.

Với lượng khí không đổi, thể tích giảm $m$ lần thì mọi nồng độ khí tăng $m$ lần (nồng độ tỉ lệ nghịch với thể tích). Nếu tổng số mũ là $n$ thì

$$\frac{v_2}{v_1} = m^{\,a+b} = m^{\,n}$$

Giãn thể tích $m$ lần (hoặc giảm áp suất $m$ lần) thì $v$ giảm $m^{n}$ lần. Chất rắn không đổi nồng độ nên không đóng góp thừa số.

Ý	Nội dung
Biểu thức	$v = k[\mathrm{A}]^a[\mathrm{B}]^b$ (phản ứng đơn giản; bỏ chất rắn)
Đơn vị $k$	$(\text{L/mol})^{n-1}\text{/s}$ với $n = a + b$
Đổi nồng độ	$\dfrac{v_2}{v_1} = \prod \left(\dfrac{C_2}{C_1}\right)^{\text{mũ}}$
Nén thể tích $m$ lần	$\dfrac{v_2}{v_1} = m^{n}$