5 Faktory, ktoré ovplyvňujú rýchlosť reakcie

Rýchlosť chemickej reakcie je rýchlosť, pri ktorej dochádza k transformácii látok nazývaných činidlá v iných látkach nazývaných produkty. Faktory, ktoré ovplyvňujú rýchlosť, môžu byť viaceré; charakter činidiel, veľkosť častíc, fyzikálny stav látok ...

Reagenty môžu byť atómy alebo molekuly, ktoré sa navzájom zrážajú alebo kolidujú, čo spôsobuje prerušenie väzieb medzi nimi. Po prestávke sa vytvoria nové prepojenia a vytvoria sa produkty. 

Ak sa aspoň jedno z reakčných činidiel úplne spotrebuje v reakcii, pričom sa tvorí produkt úplne, reakcia sa považuje za úplnú a smeruje len jedným smerom..

V niektorých prípadoch sa vytvorené produkty opäť zrazia a rozbijú ich väzby na reorganizáciu a stanú sa reagenciami znova. Toto sa nazýva reverzná reakcia.

Obe reakcie sa vyskytujú pri rôznych rýchlostiach, avšak ak sa rýchlosť priamej reakcie rovná rýchlosti reverznej reakcie, zistí sa kinetická rovnováha, čo znamená, že reakcia je v rovnováhe.

Faktory, ktoré ovplyvňujú rýchlosť reakcie

Každá chemická reakcia podlieha sérii faktorov, ktoré spôsobujú, že rýchlosť tej istej rýchlosti prejde rýchlo alebo pomaly. Nachádzame reakcie, ktoré sa dejú v sekundách, ako sú explózie, a iné, ktoré trvajú o niečo dlhšie, ako napríklad oxidácia železnej tyče vyloženej v otvorenom priestore..

Tieto faktory, ktoré ovplyvňujú rýchlosť chemickej reakcie sú:

Veľkosť častíc látok

Je tiež známa ako kontaktná plocha. Ak majú látky veľký kontaktný povrch, tj sú veľmi kompaktné, reakcia je pomalšia, než keď je kontaktná plocha malá.

Príkladom je reakcia Alka seltzer v tablete a Alka seltzer v prášku. Alka seltzer je zmes kyseliny acetylsalicylovej s hydrogenuhličitanom sodným, fosforečnanom vápenatým a kyselinou citrónovou..

Ak sú látky atómovými druhmi, majú tiež variáciu v ich reaktivite v dôsledku veľkosti atómu a množstva elektrónov v ich poslednej úrovni..

Z tohto dôvodu sodík (Na) reaguje prudko s vodou v porovnaní s vápnikom (Ca). Podobne sa železo (Fe) ľahko oxiduje pôsobením vodnej pary prítomnej v okolitom ovzduší v porovnaní s olovom (Pb), ktorého reakcia je oveľa pomalšia..

Iónové druhy majú veľmi vysokú reaktivitu (nízke reakčné rýchlosti) v porovnaní s ich neutrálnymi druhmi. Mg + 2 je teda reaktívnejší ako Mg.

Fyzikálny stav látok

Rýchlosť reakcie ovplyvňuje aj stav agregácie reaktantov. V tuhom skupenstve sú častice (atómy) veľmi blízko pri sebe, takže mobilita medzi nimi je veľmi nízka, s veľmi pomalými kolíziami.

V kvapalnom stave majú častice väčšiu pohyblivosť, čo robí reakcie rýchlejšie v porovnaní s pevným skupenstvom.

V plynnom stave má reakcia oveľa vyššiu rýchlosť, vďaka veľkej separácii medzi časticami reaktantov.

Aby sa zvýšila rýchlosť reakcie látky, môže sa rozpustiť vo vode takým spôsobom, že molekuly solubilizujú a zvyšujú mobilitu medzi nimi..

Koncentrácia činidiel

Koncentrácia látky sa vzťahuje na množstvo častíc (atómov, iónov alebo molekúl) nachádzajúcich sa v danom objeme.

V chemickej reakcii, ak je veľa častíc, bude počet kolízií medzi nimi veľmi vysoký, takže rýchlosť reakcie bude vysoká.

Čím vyššia je koncentrácia reaktantov, tým väčšia bude reakčná rýchlosť tvorby produktov.

teplota

V systéme pozostávajúcom z činidiel sú všetky častice, ktoré ho tvoria, v pohybe, buď vibrujú, ako sa to deje v pevných látkach, alebo sa pohybujú v prípade kvapalín a plynov.

V oboch prípadoch sú pozorované vibračné E a E kinetické. Tieto energie sú priamo úmerné teplote, na ktorej je systém umiestnený.

Zvýšením teploty systému sa zvyšujú molekulové pohyby látok.

Kolízie medzi nimi sa stáva silnejšou, dosť na to, aby došlo k rozbitiu a lepeniu a prekonali prekážku, ktorá predstavuje aktivačnú energiu Ea..

Pri zvyšovaní teploty systému sa reaktivita zvyšuje a rýchlosť reakcie je teda menej rýchla.

katalyzátory

Ide o chemické látky, ktoré ovplyvňujú chemickú reakciu, buď zvýšením reakčnej rýchlosti alebo jej znížením. Jeho hlavnou charakteristikou je, že sa nepodieľa na chemickej reakcii, čo znamená, že na konci reakcie môže byť izolovaný zo systému..

Príkladom je hydrogenácia organickej zlúčeniny nenasýtenej lítiumalumíniumhydridom ako katalyzátorom:

CH3-CH = CH-CH3 + H2CH3-C2-CH2-CH3

V chemickej rovnici sa katalyzátor umiestni na vrch šípky, ktorá označuje smer reakcie.

V chemickej reakcii sa môže stať, že katalyzátor aj reaktanty nie sú v rovnakom fyzikálnom stave, tento typ systému je známy ako "heterogénny"..

Tieto sa nazývajú kontaktné katalyzátory. "Homogénne" katalyzátory sú tie, ktoré majú rovnaký fyzikálny stav reaktantov a nazývajú sa transport.

referencie

1. Levine, I. Fyzikálno-chemické. vol.2. McGraw-Hill 2004
2. Capparelli, Alberto Luis Základná fyzikálna chémia. E-Book.
3. Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio, et.al (2016) Kinetika chemických reakcií. Získané: zaloamati.azc.uam.mx.
4. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Faktory, ktoré ovplyvňujú rýchlosť chemickej reakcie. Obnovené: thoughtco.com.