La cinética química es el estudio de las tasas de los procesos químicos e incluye investigaciones sobre cómo diferentes condiciones experimentales pueden influir en la velocidad de una reacción química y producir información sobre el mecanismo de la reacción y los estados de transición, así como la construcción de modelos matemáticos que pueden describir las características de una reacción química.
Las velocidades de reacción se reportan como la velocidad promedio durante un período de tiempo o como la velocidad instantánea en un solo tiempo. Las velocidades de reacción se pueden determinar a lo largo de intervalos de tiempo particulares o en un punto dado en el tiempo.
La ley de velocidad para una reacción es una relación matemática entre la velocidad de reacción y las concentraciones de especies en solución. Las leyes de tasa pueden expresarse como una ley de tasa diferencial, describiendo el cambio en las concentraciones de reactivos o productos en función del tiempo, o como una ley de tasa integrada, describiendo las concentraciones reales de reactivos o productos en función del tiempo. La constante de velocidad y el orden de reacción se extraen directamente de la ley de velocidad.
Una reacción química equilibrada no revela necesariamente ni las reacciones elementales individuales por las que se produce una reacción ni su ley de velocidad. Un mecanismo de reacción es la trayectoria microscópica por la cual los reactivos se transforman en productos. Cada paso es una reacción elemental. Las especies que se forman en un paso y se consumen en otro son intermedias. Cada reacción elemental puede describirse en términos de su molecularidad. El paso más lento en un mecanismo de reacción es el paso determinante de la velocidad.
La aproximación en estado estacionario es un método utilizado para derivar una ley de tasa. El método se basa en el supuesto de que un intermedio en el mecanismo de reacción se consume tan rápido como se genera. Su concentración permanece igual en una duración de la reacción.
Los catalizadores participan en una reacción química y aumentan su velocidad. No aparecen en la ecuación neta de la reacción y no se consumen durante la reacción. Los catalizadores permiten que una reacción proceda a través de una vía que tiene una energía de activación menor que la reacción no catalizada. En catálisis heterogénea, los catalizadores proporcionan una superficie a la que se unen los reactivos en un proceso de adsorción. En catálisis homogénea, los catalizadores están en la misma fase que los reactivos. Las enzimas son catalizadores biológicos.
