Kemiallinen kinetiikka on tutkimus kemiallisista reaktioista ja niiden muutoksista vaihtelevissa olosuhteissa. Kemiallisen reaktion vaikutusten ensisijainen määrittäminen on enimmäkseen aineen todellisen koostumuksen ulkopuolella. Kemiallinen kinetiikka tutkii näitä olosuhteita määrittääkseen, miten ja miksi reaktio tapahtuu sellaisena kuin se tapahtuu. Tieteen ensisijainen sovellettu käyttö on tehokkaiden, tuhoamattomien ja myrkyttömien reaktioiden luominen valmistukseen, materiaalien käsittelyyn ja lääketeollisuuteen. Siitä huolimatta suurin osa tällä alalla on puhdasta tiedettä ja tutkimusta.
Perusmenetelmät ja reaktiot kemiallisen reaktion aikana määritetään kemikaalin itsestään. Riippumatta olosuhteista, jotkin materiaalit eivät reagoi muiden kemikaalien tai ympäristötekijöiden kanssa. Tämä muodostaa kemiallisen kinetiikan käyttämän perusviivan. Kun reaktio on ymmärretty kontrolloidussa ympäristössä, muutokset reaktioon voivat johtua suoraan kokeilun olosuhteiden muutoksista.
Sen lisäksi, mitä alkuperäinen aine todellisuudessa on, aineen tila ja pitoisuus ovat tärkeä tekijä kemiallisessa kinetiikassa. Nämä kaksi tekijää liittyvät suoraan alkuperäisen materiaalin kuntoon ympäristön sijaan. Materiaalin tila viittaa siihen, onko se kiinteä aine, neste vai kaasu. Pitoisuus on reagenssin määrä verrattuna toiseen aineeseen tai tilavuuteen. Tämä voidaan ilmaista “osina 1,000 X: n kemikaalia” tai prosentteina koealueella käytetystä tilasta.
Materiaalipitoisuudella on suuri merkitys kemialliselle kinetiikalle kahdesta syystä. Ensinnäkin, mitä suurempi määrä reagoivia aineita, sitä nopeammin reaktio tapahtuu. Tämä oli yksi ensimmäisistä merkittävistä läpimurtoista tällä alalla, ja sitä pidetään usein kurinalaisuuden syntymäkohtana. Toinen merkittävä vaikutus liittyy kemialliseen vuorovaikutukseen. Jos kahden reagoivan aineen pitoisuus on hyvin alhainen kolmannessa ei-reaktiivisessa aineessa, kestää reilusti aikaa, ennen kuin kaksi reagoivaa ainetta todella kohtaavat toisensa.
Materiaalin fysikaalisten ominaisuuksien lisäksi ympäristö on myös suuri osa kemiallista kinetiikkaa. Ympäristötekijät laskevat yleensä lämpötilaan ja paineeseen. Lämpötilan noustessa reaktantit absorboivat lämpöenergiaa ja liikkuvat nopeammin. Näin he voivat olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa useammin, mikä nopeuttaa reaktiota. Samoin suurempi paine saa aikaan enemmän toimintaa pienemmässä tilassa, mikä lisää todennäköisyyttä, että reagoivat aineet kohtaavat toisensa.
Viimeinen tärkeä osa kemiallista kinetiikkaa on katalyyttien käyttö. Nämä “kolmannen osapuolen” kemikaalit muuttavat tapaa, jolla reaktio tapahtuu muuttamatta reaktion lopputulosta. Katalyytti on vuorovaikutuksessa yhden tai useamman reagoivan aineen kanssa ja muuttaa niiden käyttäytymistä. Tämä tarkoittaa tyypillisesti sitä, että ne lisäävät energiaa, liikkuvat nopeammin, ovat vuorovaikutuksessa enemmän ja lisäävät yleistä reaktionopeutta. Jotta katalysaattori olisi katalyytti eikä reagenssi, sen on pysyttävä muuttumattomana reaktion aikana.