หากสมดุลเคมีกำหนด 'ขอบเขต' ของการเกิดปฏิกิริยา แล้วอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีก็จะกำหนด 'ความเร็ว' ของการเกิดปฏิกิริยา มองจากมุมมองมหภาค อัตราการเกิดปฏิกิริยาเป็นสะพานเชื่อมระหว่างการสังเกตการทดลองกับแบบจำลองทางทฤษฎี ในเงื่อนไขบางประการ อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะถูกแสดงโดยการลดลงของความเข้มข้นของสารตั้งต้นหรือการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ต่อหน่วยเวลา

การแทนค่าทางคณิตศาสตร์หลัก

สำหรับปฏิกิริยาทั่วไป $mA + nB = pC + qD$ ความเร็วของการเกิดปฏิกิริยาจะเป็นไปตามสัดส่วนของจำนวนสัมประสิทธิ์:

• สูตรพื้นฐาน: $v = \frac{\Delta c}{\Delta t}$
• ความสัมพันธ์ระหว่างสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์: $v(A) = -\frac{\Delta c(A)}{\Delta t}$, $v(C) = \frac{\Delta c(C)}{\Delta t}$
• กฎสัดส่วน: $\frac{v(A)}{m} = \frac{v(B)}{n} = \frac{v(C)}{p} = \frac{v(D)}{q}$

ตัวอย่างปฏิกิริยาในอุตสาหกรรมและปฏิกิริยาอินทรีย์

ในการผลิตอุตสาหกรรมที่ซับซ้อนหรือการสังเคราะห์อินทรีย์ ความแม่นยำในการวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยาเป็นสิ่งสำคัญมาก:

• การสังเคราะห์แอมโมเนีย: $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$ หากความเข้มข้นของ $N_2$ ลดลงจาก 0.8 เป็น 0.7 โมลต่อลิตรภายใน 5 นาที อัตราการเกิดปฏิกิริยา $v(N_2) = 0.02 \text{ โมล}/(\text{ลิตร} \cdot \text{นาที})$
• การเปลี่ยนแปลงอินทรีย์: ปฏิกิริยาการปล่อยน้ำจาก $\gamma$-ไฮดรอกซีบิวทิริกแอซิดเพื่อสร้าง $\gamma$-บิวทิลลาคโตน: $HOCH_2CH_2CH_2COOH \xrightarrow{H^+/\Delta} \text{Lactone} + H_2O$
• การบำบัดสิ่งแวดล้อม: $2\text{NO}(\text{ก.}) + 2\text{CO}(\text{ก.}) = \text{N}_2(\text{ก.}) + 2\text{CO}_2(\text{ก.})$ โดยใช้การตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงความดันในกระบอกสูบเพื่อหาค่าอัตราการเกิดปฏิกิริยา