5 Reaktionopeutta vaikuttavat tekijät



Kemiallisen reaktion nopeus on nopeus, jolla reagensseiksi kutsuttujen aineiden muuntuminen tapahtuu muissa aineissa, joita kutsutaan tuotteiksi. Nopeuteen vaikuttavat tekijät voivat olla useita; reagenssien luonne, hiukkaskoko, aineiden fyysinen tila ...

Reagenssit voivat olla atomeja tai molekyylejä, jotka törmäävät tai törmäävät toisiinsa ja aiheuttavat katkon niiden välisiin yhteyksiin. Tauon jälkeen luodaan uusia linkkejä ja muodostetaan tuotteita. 

Jos ainakin yksi reagensseista kuluu kokonaan reaktiossa, muodostaa tuote kokonaan, reaktion sanotaan olevan täydellinen ja suunnattu vain yhteen suuntaan..

Joissakin tapauksissa muodostuneet tuotteet törmäävät jälleen ja rikkovat niiden linkit uudelleen ja reagoivat uudelleen reagensseiksi. Tätä kutsutaan käänteiseksi reaktioksi.

Molemmat reaktiot tapahtuvat eri nopeuksilla, mutta kun suoran reaktion nopeus vastaa käänteisen reaktion nopeutta, muodostuu kineettinen tasapaino, mikä tarkoittaa, että reaktio on tasapainossa.

Tekijät, jotka vaikuttavat reaktion nopeuteen

Minkä tahansa kemiallisen reaktion kohteena on joukko tekijöitä, jotka aiheuttavat saman nopeuden kulkevan nopeasti tai hitaasti. Me havaitsemme sekunneissa tapahtuvat reaktiot, kuten räjähdykset, ja muut, jotka kestävät hieman pidempään, kuten avautuneen rautatangon hapettuminen.

Nämä tekijät, jotka vaikuttavat kemiallisen reaktion nopeuteen, ovat seuraavat:

Aineiden hiukkasten koko

Sitä kutsutaan myös kosketuspinnaksi. Jos aineilla on suuri kosketuspinta, eli ne ovat hyvin kompakteja, reaktio on hitaampaa kuin silloin, kun kosketuspinta on pieni.

Esimerkkinä voidaan mainita Alka-seltzerin reaktio tabletissa ja Alka-seltzerissä. Alka seltzer on asetyylisalisyylihapon, natriumbikarbonaatin, kalsiumfosfaatin ja sitruunahapon seos.

Jos aineet ovat atomilajeja, niiden reaktiivisuus vaihtelee myös atomin koon ja viimeisimmän tason elektronien määrän vuoksi..

Tämän vuoksi natrium (Na) reagoi voimakkaasti veden kanssa kalsiumiin (Ca) verrattuna. Samoin rauta (Fe) hapettuu helposti ilmassa olevan vesihöyryn vaikutuksesta verrattuna lyijyyn (Pb), jonka reaktio on paljon hitaampi.

Ionilajeilla on erittäin korkea reaktiivisuus (alhaiset reaktiotasot) verrattuna niiden neutraaleihin lajeihin. Näin ollen Mg + 2 on reaktiivisempi kuin Mg.

Aineiden fyysinen tila

Reaktanttien aggregaation tila vaikuttaa myös reaktionopeuteen. Kiinteässä tilassa hiukkaset (atomit) ovat hyvin lähellä toisiaan, joten niiden välinen liikkuvuus on hyvin alhainen ja erittäin hidas törmäys.

Nestemäisessä tilassa hiukkasilla on enemmän liikkuvuutta, mikä tekee reaktioista nopeammin verrattuna kiinteään tilaan.

Kaasutilassa reaktiolla on paljon suurempi nopeus reagoivien aineiden hiukkasten suuren eron ansiosta.

Aineen reaktionopeuden lisäämiseksi se voidaan liuottaa veteen siten, että molekyylit liukenevat ja lisäävät liikkuvuutta niiden välillä..

Reagenssien pitoisuus

Aineen pitoisuus viittaa hiukkasmäärään (atomeihin, ioneihin tai molekyyleihin), jotka löytyvät tietystä tilavuudesta.

Jos kemikaalireaktiossa on paljon hiukkasia, niiden välisten törmäysten määrä on erittäin suuri, joten reaktion nopeus on korkea.

Mitä suurempi reagenssien konsentraatio on, sitä suurempi on tuotteiden muodostumisreaktionopeus.

lämpötila

Reagensseista koostuvassa järjestelmässä kaikki sen muodostavat hiukkaset liikkuvat, joko värähtelevät, kuten tapahtuu kiinteissä aineissa, tai liikkuvat nesteiden ja kaasujen tapauksessa.

Molemmissa tapauksissa havaitaan vastaavasti värähtelyä E ja E. Nämä energiat ovat suoraan verrannollisia järjestelmän lämpötilan kanssa.

Suurentamalla järjestelmän lämpötilaa aineiden molekyyliliikkeet lisääntyvät.

Niiden väliset törmäykset lisääntyvät, jotta rikkoutuminen ja liimaus tapahtuivat, estämällä aktivointienergiaa muodostava este Ea.

Järjestelmän lämpötilaa nostettaessa reaktiivisuus kasvaa ja reaktion nopeus on näin ollen vähemmän nopeaa.

katalyyttejä

Ne ovat kemiallisia aineita, jotka vaikuttavat kemialliseen reaktioon joko lisäämällä reaktionopeutta tai vähentämällä sitä. Sen pääpiirre on se, että se ei osallistu kemialliseen reaktioon, mikä tarkoittaa, että reaktion lopussa se voidaan eristää järjestelmästä.

Esimerkkinä on litiumalumiinihydridillä tyydyttymättömän orgaanisen yhdisteen hydraus katalyyttinä:

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

Kemiallisessa yhtälössä katalyytti sijoitetaan nuolen suuntaan, joka osoittaa reaktion suunnan.

Kemiallisessa reaktiossa voi tapahtua, että sekä katalyytti että reagoivat aineet eivät ole samassa fyysisessä tilassa, tämän tyyppistä järjestelmää kutsutaan "heterogeeniseksi"..

Näitä kutsutaan kosketuskatalyytteiksi. "Homogeeniset" katalyytit ovat niitä, joilla on sama reagoivien aineiden fyysinen tila ja joita kutsutaan kuljetukseksi.

viittaukset

  1. Levine, I. Fysikokemia. vol.2. McGraw-Hill 2004
  2. Capparelli, Alberto Luis Peruskemiallinen kemia. E-kirja.
  3. Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio, et ai. (2016), kemiallisten reaktioiden kinetiikka. Palautettu: zaloamati.azc.uam.mx.
  4. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Kemiallisen reaktion nopeuteen vaikuttavat tekijät. Palautettu: thinkco.com.