5 A reakciósebességet befolyásoló tényezők

A kémiai reakció sebessége az a sebesség, amellyel a reagenseknek nevezett anyagok átalakulása más anyagokban, úgynevezett termékekben történik. A sebességet befolyásoló tényezők többek lehetnek; a reagensek jellege, részecskemérete, az anyagok fizikai állapota ...

A reagensek lehetnek olyan atomok vagy molekulák, amelyek ütköznek egymással vagy ütköznek egymással, és a szakadékok között szünetet okoznak. A szünet után új kapcsolatok jönnek létre és a termékek alakulnak ki. 

Ha a reagensek közül legalább az egyiket teljesen elfogyasztjuk a reakcióban, a terméket teljes egészében kialakítjuk, akkor a reakció teljesnek tekinthető és csak egy irányban van irányítva..

Bizonyos esetekben a megalakult termékek ismét összeütközik, és megszakítják a kapcsolatokat, hogy újra átszervezzék és reagenst kapjanak. Ezt fordított reakciónak nevezik.

Mindkét reakció különböző sebességeken megy végbe, azonban ha a közvetlen reakció sebessége megegyezik a fordított reakció sebességével, kinetikai egyensúly alakul ki, ami azt jelenti, hogy a reakció egyensúlyban van.

A reakció sebességét befolyásoló tényezők

Bármely kémiai reakció egy sor tényezőnek van kitéve, ami ugyanakkor gyorsan vagy lassan halad az azonos sebességgel. A másodpercekben előforduló reakciókat, például a robbanásokat, és másokat, amelyek egy kicsit hosszabb ideig tartanak, úgy találunk, mint a nyitott rúd oxidációja..

Ezek a tényezők, amelyek befolyásolják a kémiai reakció sebességét:

Az anyagok részecskék mérete

Érintkező felületként is ismert. Ha az anyagok nagy érintkezési felülettel rendelkeznek, azaz nagyon kompaktak, a reakció lassabb, mint amikor az érintkezési felület kicsi.

Példa erre az Alka seltzer reakciója a tablettákban és az Alka porlasztóban. Az Alka seltzer acetilszalicilsav, nátrium-hidrogén-karbonát, kalcium-foszfát és citromsav keveréke..

Ha az anyagok atomfajok, akkor az atomok mérete és az utolsó szintjükben az elektronok mennyisége miatt is változóak a reakcióképességük..

Emiatt a nátrium (Na) hevesen reagál vízzel, mint a kalcium (Ca). Hasonlóképpen, a vas (Fe) könnyen oxidálódik a környezeti levegőben lévő vízgőz hatásával szemben az ólommal (Pb), amelynek reakciója sokkal lassabb.

Az ionos fajok nagyon magas reakcióképességgel (alacsony reakciósebességgel) rendelkeznek semleges fajukhoz képest. Így a Mg + 2 reakcióképesebb, mint a Mg.

Az anyagok fizikai állapota

A reaktánsok aggregációjának állapota szintén befolyásolja a reakciósebességet. A szilárd állapotban a részecskék (atomok) nagyon közel állnak egymáshoz, így a közöttük lévő mobilitás nagyon alacsony, nagyon lassú ütközésekkel.

A folyékony állapotban a részecskék nagyobb mobilitással rendelkeznek, ami gyorsabbá teszi a reakciókat a szilárd állapothoz képest.

Gázállapotban a reakció sokkal nagyobb sebességgel rendelkezik, a reagensek részecskéi közötti nagy elválasztásnak köszönhetően.

Az anyag reakciósebességének növelése érdekében vízben oldható, oly módon, hogy a molekulák szolubilizálódjanak és növeljék a mobilitást..

A reagensek koncentrációja

Az anyag koncentrációja az adott térfogatban található részecskék (atomok, ionok vagy molekulák) mennyiségére vonatkozik.

Kémiai reakcióban, ha sok részecskék vannak, a közöttük lévő ütközések száma nagyon magas lesz, így a reakció sebessége magas lesz.

Minél nagyobb a reagensek koncentrációja, annál nagyobb lesz a termékek képződési reakciósebessége.

hőmérséklet

A reagensekből álló rendszerben az összes részecskék mozgásban vannak, vagy vibrálnak, ahogy a szilárd anyagokban történik, vagy folyadékok és gázok esetében mozognak..

Mindkét esetben a vibrációs E és E kinetika figyelhető meg. Ezek az energiák közvetlenül arányosak a rendszer hőmérsékletével.

A rendszer hőmérsékletének növelésével nő az anyagok molekuláris mozgása.

A közöttük lévő ütközések egyre erősebbek ahhoz, hogy megtörténjenek a törés és a kötés, és leküzdjék az Ea aktiválási energiát képező akadályt..

A rendszer hőmérsékletének növelésekor a reaktivitás növekszik, és a reakció sebessége kevésbé gyorsabb.

katalizátorok

Kémiai anyagok, amelyek befolyásolják a kémiai reakciót, akár a reakció sebességének növelésével, akár csökkentésével. Fő jellemzője, hogy nem vesz részt a kémiai reakcióban, ami azt jelenti, hogy a reakció végén a rendszerből izolálható..

Példaként említhető a lítium-alumínium-hidriddel telítetlen szerves vegyület hidrogénezése katalizátorként:

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

Kémiai egyenletben a katalizátort a nyíl irányába helyezzük, amely jelzi a reakció irányát.

Kémiai reakcióban előfordulhat, hogy mind a katalizátor, mind a reagensek nem ugyanabban a fizikai állapotban vannak, az ilyen típusú rendszer "heterogén" néven ismert..

Ezeket kontaktkatalizátoroknak nevezik. A "homogén" katalizátorok azok, amelyeknek ugyanaz a fizikai állapota, mint a reaktánsok, és ezeket transzportnak nevezik.

referenciák

1. Levine, I. Fizikai-kémia. Vol.2. McGraw-Hill 2004
2. Capparelli, Alberto Luis Alap fizikai kémia. E-Book.
3. Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio és mtsai (2016) Kémiai reakciók kinetikája. Helyreállítás: zaloamati.azc.uam.mx.
4. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. A kémiai reakció sebességét befolyásoló tényezők. Visszanyert: thinkco.com.