5 Faktory ovlivňující rychlost reakce

Rychlost chemické reakce je rychlost, při které dochází k přeměně látek zvaných reagencie v jiných látkách nazývaných produkty. Faktory ovlivňující rychlost mohou být několik; charakter reagencií, velikost částic, fyzikální stav látek ...

Reagenty mohou být atomy nebo molekuly, které se srazí nebo kolidují mezi sebou, což způsobuje přerušení vazeb mezi nimi. Po přestávce vznikají nové vazby a vznikají produkty. 

Pokud je alespoň jedno z reakčních činidel zcela spotřebováno v reakci, přičemž se tvoří produkt úplně, reakce se považuje za úplnou a směřuje pouze do jednoho směru..

V některých případech se znovu vytvořené produkty opět srazí a rozbijí jejich vazby, aby se znovu zorganizovaly a znovu se staly činidly. To se nazývá reverzní reakce.

Obě reakce probíhají při různých rychlostech, avšak když se rychlost přímé reakce rovná rychlosti reverzní reakce, je stanovena kinetická rovnováha, což znamená, že reakce je v rovnováze..

Faktory, které ovlivňují rychlost reakce

Jakákoli chemická reakce je podmíněna řadou faktorů, které způsobují, že rychlost téže rychlosti rychle nebo pomalu projde. Nacházíme reakce, které se dějí během několika vteřin, jako jsou výbuchy, a další, které trvají o něco déle, jako je oxidace železné tyče, která je vyložena v otevřeném prostoru..

Tyto faktory ovlivňující rychlost chemické reakce jsou:

Velikost částic látek

Je také znám jako kontaktní povrch. Pokud mají látky velký kontaktní povrch, tj. Jsou velmi kompaktní, je reakce pomalejší, než když je kontaktní povrch malý.

Příkladem je reakce Alka seltzeru v tabletách a Alka seltzer v prášku. Alka seltzer je směs kyseliny acetylsalicylové s hydrogenuhličitanem sodným, fosforečnanem vápenatým a kyselinou citrónovou..

Pokud jsou tyto látky atomové, mají také svou reaktivitu vzhledem k velikosti atomu a množství elektronů v jejich poslední úrovni..

Proto sodík (Na) reaguje prudce s vodou ve srovnání s vápníkem (Ca). Podobně je železo (Fe) snadno oxidováno působením vodní páry přítomné v okolním vzduchu ve srovnání s olovem (Pb), jehož reakce je mnohem pomalejší.

Iontové druhy mají ve srovnání s jejich neutrálními druhy velmi vysokou reaktivitu (nízké reakční rychlosti). Mg + 2 je tedy reaktivnější než Mg.

Fyzikální stav látek

Rychlost reakce také ovlivňuje stav agregace reaktantů. V pevném stavu jsou částice (atomy) velmi blízko u sebe, takže mobilita mezi nimi je velmi nízká, s velmi pomalými kolizemi.

V kapalném stavu mají částice větší pohyblivost, což činí reakce rychlejší než pevné skupenství.

V plynném stavu má reakce mnohem vyšší rychlost díky velkému oddělení mezi částicemi reaktantů.

Aby se zvýšila rychlost reakce látky, může být rozpuštěna ve vodě takovým způsobem, že molekuly solubilizují a zvyšují mobilitu mezi nimi..

Koncentrace činidel

Koncentrace látky se týká množství částic (atomů, iontů nebo molekul), které se nacházejí v daném objemu.

V chemické reakci, pokud je spousta částic, bude počet kolizí mezi nimi velmi vysoký, takže rychlost reakce bude vysoká..

Čím vyšší je koncentrace reaktantů, tím větší bude reakční rychlost tvorby produktů.

Teplota

V systému tvořeném činidly jsou všechny částice, které ho tvoří, v pohybu, buď vibrují, jak se to děje v pevných látkách, nebo se pohybují v případě kapalin a plynů..

V obou případech jsou pozorovány vibrační E a E kinetika. Tyto energie jsou přímo úměrné teplotě, ve které je systém umístěn.

Zvýšením teploty systému vzrůstají molekulární pohyby látek.

Kolize mezi nimi je silnější, dost pro rozbití a lepení nastat, překonat překážku, která představuje aktivační energii Ea.

Při zvyšování teploty systému se reaktivita zvyšuje a rychlost reakce je proto rychlejší.

Katalyzátory

Jedná se o chemické látky, které ovlivňují chemickou reakci, a to buď zvýšením reakční rychlosti nebo jejím snížením. Jeho hlavní vlastností je, že se neúčastní chemické reakce, což znamená, že na konci reakce může být izolován od systému.

Příkladem je hydrogenace organické sloučeniny nenasycené lithiumaluminiumhydridem jako katalyzátorem:

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

V chemické rovnici se katalyzátor umístí na vrchol šipky, ukazující směr reakce.

V chemické reakci se může stát, že jak katalyzátor, tak reaktanty nejsou ve stejném fyzikálním stavu, tento systém je znám jako "heterogenní"..

Ty se nazývají kontaktní katalyzátory. "Homogenní" katalyzátory jsou ty, které mají stejný fyzikální stav reaktantů a nazývají se transport.

Odkazy

1. Levine, I. Fyzikálně chemie. vol.2. McGraw-Hill 2004
2. Capparelli, Alberto Luis Základní fyzikální chemie. E-Book.
3. Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio, et.al (2016) Kinetika chemických reakcí. Obnoveno: zaloamati.azc.uam.mx.
4. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Faktory, které ovlivňují rychlost chemické reakce. Obnoveno: thoughtco.com.