5 Tegurid, mis mõjutavad reaktsiooni kiirust

Keemilise reaktsiooni kiirus on kiirus, mille juures reaktiivideks nimetatavate ainete muundumine toimub teistes ainetes, mida nimetatakse toodeteks. Kiirust mõjutavad tegurid võivad olla mitmed; reaktiivide olemus, osakeste suurus, ainete füüsikaline olek ...

Reagendid võivad olla aatomid või molekulid, mis põrkuvad või põrkuvad üksteisega, põhjustades nende vaheliste seoste katkemise. Pärast vaheaega luuakse uued lingid ja moodustatakse tooted. 

Kui vähemalt üks reaktiividest on reaktsioonis täielikult ära kasutatud, moodustub toode täielikult, siis on reaktsioon lõppenud ja suunatud ainult ühes suunas..

Mõningatel juhtudel põrkuvad moodustunud tooted uuesti kokku ja katkestavad nende sidemed, et ümber korraldada ja saada reagentideks. Seda nimetatakse pöördreaktsiooniks.

Mõlemad reaktsioonid toimuvad erinevatel kiirustel, kuid kui otsese reaktsiooni kiirus on võrdne pöördreaktsiooni kiirusega, tekib kineetiline tasakaal, mis tähendab, et reaktsioon on tasakaalus.

Tegurid, mis mõjutavad reaktsiooni kiirust

Igasuguse keemilise reaktsiooni suhtes rakendatakse mitmeid tegureid, mis põhjustavad sama kiiruse kiiret või aeglast kulgemist. Leiame reaktsioonid, mis toimuvad sekundites, nagu plahvatused, ja teised, mis võtavad veidi kauem aega, nagu näiteks raua varda oksüdeerimine avatud.

Need tegurid, mis mõjutavad keemilise reaktsiooni kiirust, on järgmised:

Aineosakeste suurus

Seda tuntakse ka kontaktpinnana. Kui ainetel on suur kontaktpind, st nad on väga kompaktsed, on reaktsioon aeglasem kui kontaktpinna väike.

Näitena võib tuua Alka seltzer reaktsiooni tablettide ja pulbriga Alka seltzeris. Alka seltzer on atsetüülsalitsüülhappe, naatriumvesinikkarbonaadi, kaltsiumfosfaadi ja sidrunhappe segu..

Kui ained on aatomi liigid, on nende aatomite suuruse ja viimase taseme elektronide hulga tõttu ka nende reaktiivsus erinev..

Seetõttu reageerib naatrium (Na) veega vägivaldselt võrreldes kaltsiumiga (Ca). Samamoodi on välisõhus sisalduva veeauru toimel kergesti oksüdeeruv raud (Fe) võrreldes pliiga (Pb), mille reaktsioon on palju aeglasem.

Iooniliikidel on neutraalsete liikidega võrreldes väga kõrge reaktiivsus (madalad reaktsioonikiirused). Seega on Mg + 2 reaktiivsem kui Mg.

Ainete füüsikaline olek

Reaktiivide agregatsiooni seisund mõjutab ka reaktsiooni kiirust. Tahkes olekus on osakesed (aatomid) väga lähedased, nii et nende vaheline liikuvus on väga madal, väga aeglast kokkupõrget.

Vedelas olekus on osakestel suurem liikuvus, mis muudab reaktsioonid tahkes olekus kiiremaks.

Gaasilises olekus on reaktsioonil palju suurem kiirus tänu reagentide osakeste suurele eraldamisele.

Aine reaktsioonikiiruse suurendamiseks võib seda vees lahustada nii, et molekulid lahustuvad ja suurendavad nende vahelist liikuvust..

Reaktiivide kontsentratsioon

Aine kontsentratsioon viitab osakeste (aatomite, ioonide või molekulide) kogusele, mis on leitud antud mahus.

Keemilise reaktsiooni korral, kui on palju osakesi, on nende vaheliste kokkupõrgete arv väga suur, nii et reaktsiooni kiirus on kõrge.

Mida kõrgem on reaktiivide kontsentratsioon, seda suurem on toodete moodustumise reaktsioonikiirus.

Temperatuur

Reaktiividest koosnevas süsteemis on kõik selle moodustavad osakesed liikumas, kas vibreerivad, nagu see toimub tahkete ainete puhul, või liigub vedelike ja gaaside puhul..

Mõlemal juhul täheldatakse vastavalt vibratsiooni E ja E kineetikat. Need energiad on otseselt proportsionaalsed süsteemi temperatuuriga.

Süsteemi temperatuuri tõstmisel suureneb ainete molekulaarne liikumine.

Nende vahelised kokkupõrked muutuvad tugevamaks, et purunemine ja sidumine toimuksid, ületades takistuse, mis kujutab endast aktiveerimisenergia Ea.

Süsteemi temperatuuri tõstmisel suureneb reaktiivsus ja reaktsiooni kiirus on seega väiksem.

Katalüsaatorid

Need on keemilised ained, mis mõjutavad keemilist reaktsiooni, suurendades reaktsiooni kiirust või vähendades seda. Selle põhiomaduseks on see, et see ei osale keemilises reaktsioonis, mis tähendab, et reaktsiooni lõpus võib selle süsteemist eraldada..

Näiteks on liitiumalumiiniumhüdriidiga küllastamata orgaanilise ühendi hüdrogeenimine katalüsaatorina:

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

Keemilisel võrrandil asetatakse katalüsaator noole suunas, mis näitab reaktsiooni suunda.

Keemilises reaktsioonis võib juhtuda, et nii katalüsaator kui ka reagendid ei ole samas füüsilises olekus, seda tüüpi süsteem on tuntud kui "heterogeenne"..

Neid nimetatakse kontaktkatalüsaatoriteks. "Homogeensed" katalüsaatorid on need, millel on reagentide füüsiline olek ja mida nimetatakse transportimiseks.

Viited

1. Levine, I. Füüsikokeemia. vol.2. McGraw-Hill 2004
2. Capparelli, Alberto Luis Põhiline füüsikaline keemia. E-raamat.
3. Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio jt (2016) Keemiliste reaktsioonide kineetika. Taastatud: zaloamati.azc.uam.mx.
4. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid. Taastatud: thinkco.com.