Chemische Kinetik ist das Studium chemischer Reaktionen und wie sie sich unter verschiedenen Bedingungen ändern. Die primäre Bestimmung der Wirkungen einer chemischen Reaktion liegt meist außerhalb der eigentlichen Zusammensetzung der Substanz. Die chemische Kinetik untersucht diese Bedingungen, um zu bestimmen, wie und warum eine Reaktion stattfindet. Der primäre Anwendungsbereich der Wissenschaft ist die Schaffung effizienter, zerstörungsfreier und nicht vergiftender Reaktionen für den Einsatz in der Fertigung, der Materialverarbeitung und der pharmazeutischen Industrie. Trotzdem ist der Großteil dieses Feldes reine Wissenschaft und Forschung.
Die grundlegenden Methoden und Reaktionen während einer chemischen Reaktion werden durch die Chemikalie selbst bestimmt. Unabhängig von den gegebenen Bedingungen reagieren einige Materialien nicht mit anderen Chemikalien oder mit Umweltfaktoren. Dies bildet die Basislinie, die von der chemischen Kinetik verwendet wird. Sobald eine Reaktion in einer kontrollierten Umgebung verstanden wurde, können Änderungen der Reaktion direkt auf Änderungen der Versuchsbedingungen zurückgeführt werden.
Neben dem eigentlichen Ausgangsstoff spielen auch der Zustand und die Konzentration des Stoffes eine wichtige Rolle in der chemischen Kinetik. Diese beiden Faktoren stehen in direktem Zusammenhang mit dem Zustand des Ausgangsmaterials und nicht mit der Umgebung. Der Zustand des Materials bezieht sich darauf, ob es fest, flüssig oder gasförmig ist. Die Konzentration ist die Menge des Reaktanten im Vergleich zu einer anderen Substanz oder einem anderen Volumen. Dies kann als „Teile pro 1,000 der X-Chemikalie“ oder als Prozentsatz des im Versuchsbereich verwendeten Raums ausgedrückt werden.
Die Materialkonzentration ist aus zwei Gründen von großer Bedeutung für die chemische Kinetik. Erstens wird die Reaktion umso schneller ablaufen, je größer die Menge an Reaktanten ist. Dies war einer der ersten großen Durchbrüche auf diesem Gebiet und wird oft als Geburtsstunde der Disziplin angesehen. Der zweite Haupteffekt betrifft die chemische Wechselwirkung. Wenn die Konzentration von zwei Reaktanten innerhalb einer dritten nicht-reaktiven Substanz sehr gering ist, dauert es eine merkliche Zeit, bis die beiden Reaktanten tatsächlich aufeinandertreffen.
Neben den physikalischen Eigenschaften des Materials spielt auch die Umwelt eine große Rolle in der chemischen Kinetik. Umweltfaktoren hängen im Allgemeinen von Temperatur und Druck ab. Mit steigender Temperatur absorbieren die Reaktanten Wärmeenergie und bewegen sich schneller. Dadurch können sie häufiger miteinander interagieren, was die Reaktion beschleunigt. Ebenso bewirkt ein höherer Druck mehr Wirkung auf kleinerem Raum, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass die Reaktanten aufeinandertreffen.
Der letzte große Teil der chemischen Kinetik ist der Einsatz von Katalysatoren. Diese Chemikalien von „Drittanbietern“ ändern die Art und Weise, wie die Reaktion abläuft, ohne das Endergebnis der Reaktion zu ändern. Ein Katalysator wird mit einem oder mehreren Reaktanten interagieren und deren Verhalten ändern. Dies bedeutet typischerweise, dass sie an Energie zunehmen, sich schneller bewegen, mehr interagieren und die Gesamtreaktionsgeschwindigkeit erhöhen. Um ein Katalysator und kein Reaktant zu sein, muss das katalysierende Material während der Reaktion unverändert bleiben.