Jakou roli v tom hraje koncentrace a teplota?
Rychlost reakce je přímo úměrná součinu koncentrací reagujících látek. To znamená, že zvýšením koncentrace látky (čím více jejích molekul se bude nacházet v jedné lahvi) se reakce odehraje rychleji. Větší počet molekul v určitém prostoru způsobí, že bude častěji docházet k jejich srážkám. Stejně jako se lidé budou tím častěji srážet v obýváku, čím víc jich tam bude. U rychlosti chemické reakce však záleží také na tom, jakou rychlostí se molekuly srazí (tedy na tom, jakou mají kinetickou energii). A o tom rozhoduje teplota.
Dejme tomu, že máme reakci, kde reagují dvě látky a dvě vznikají. Obecně by rovnice pro takovou reakci vypadala následovně:
K výpočtu rychlosti chemické reakce by se pak použil tento vzorec:
V této rovnici se ale teplota neobjevuje přímo. Je součástí tzv. rychlostní konstanty. Ta se počítá pomocí Arrheniovy rovnice:
Předexponenciální faktor (A) je konstanta pro danou reakci, zahrnující mimo jiné pravděpodobnost účinné srážky. Eulerovo číslo (e) ani univerzální plynová konstanta (R) se nemění a aktivační energie \left(E_{\mathrm{A}}\right) pro danou reakci je vždy stejná (mění se pouze katalyzátorem), takže z Arrheniovy rovnice vyplývá, že velikost rychlostní konstanty bude záviset na teplotě ( T ). Ta se dosazuje v Kelvinech. Teplota je totiž jediná hodnota, která se pro danou reakci v Arrheniově rovnici může měnit, čímž ovlivňuje velikost rychlostní konstanty, a tím i rychlost reakce.
Pokud nevíš, jak převést stupně Celsia na kelviny, tak si pamatuj, že při teplotě 0^{\circ} \mathrm{C} mrzne voda, zatímco při teplotě 0 K "mrzne" pohyb molekul. Nižší teplota už být nemůže, je to tzv. absolutní nula. 0^{\circ} \mathrm{C} je asi 273,15 \mathrm{~K}, takže je oproti Celsiově stupnici posunuta přibližně o 273,15 bodů nahoru. Počítá se s nimi stejně, jen kelvinů je vždycky více než stupňů Celsia.
Na střední škole s Arrheniovou rovnicí pravděpodobně počítat nebudeš. Je ale dobré vědět, na čem všem velikost rychlostní konstanty záleží. Obecně platí, že ke spočítání rychlosti reakce by bylo nejprve potřeba znát rychlostní konstantu a teprve potom ji vynásobit koncentracemi reaktantů. Pokud budou reagující látky velmi koncentrované, reakce může stále probíhat pomalu, pokud bude nízká teplota (a tedy i rychlostní konstanta), a naopak. Pokud budou koncentrace reaktantů i rychlostní konstanta vysoké, proběhne reakce rychle.
Nizozemský chemik J. H. van 't Hoff však ze svých pokusů vyvodil jedno praktické empirické pravidlo pokud zvýšíš teplotu o 10^{\circ} \mathrm{C}, poběží reakce přibližně dvakrát až čtyřikrát rychleji.
Praktické využití:
Svítící tyčinky poskytuji světlo díky chemické reakci, která v nich probíhá. Pokud je ponoříš do horké vody, budou svítit jasněji a kratší dobu, protože tím reakci urychlíš.
Bezpochyby víš, že jídlo v lednici vydrží déle. Důvodem je, že nízká teplota zpomaluje hnilobné procesy způsobené bakteriemi. Kvasinky zase přeměňuji cukry v těstě (nebo ovoci) na oxid uhličitý (a ethanol) a způsobují tak kynutí těsta. Tento proces Ize opět zpomalit v lednici (kolem 4^{\circ} \mathrm{C} ) nebo maximálně urychlit zahřátím na 35 až 40^{\circ} \mathrm{C} (při vyšší teplotě kvasinky umírají).
Záněty jsou reakcí těla na infekci nebo poškození tkání. Na jednu stranu pomáhají tkáni se uzdravit, na stranu druhou ale mohou způsobovat otoky, které omezuji v pohybu, nebo horečku. Proto sportovci chladí naražená místa baličky ledu - vznik otoku se tak zpomalí. Naopak snažit se potlačit horečku při nemoci není dobrý nápad. Přinese ti to sice krátkodobou úlevu, ale zároveň to brzdí tvůj imunitní systém v boji proti infekci a způsobí, že se nemoc může brzy vrátit.