Kopīgot:
5 Faktori, kas ietekmē reakcijas ātrumu
Ķīmiskās reakcijas ātrums ir ātrums, kādā vielas, ko sauc par reaģentiem, pārveidojas citās vielās, ko sauc par produktiem. Faktori, kas ietekmē ātrumu, var būt vairāki; reaģentu raksturs, daļiņu izmērs, vielu fizikālais stāvoklis ...
Reaģenti var būt atomi vai molekulas, kas saduras vai saduras viens ar otru, izraisot pārtraukumu starp tām. Pēc pārtraukuma tiek izveidotas jaunas saites un izveidoti produkti.
Ja vismaz viens no reaģentiem ir pilnībā patērēts reakcijā, veidojot produktu pilnībā, tiek uzskatīts, ka reakcija ir pilnīga un virzīta tikai vienā virzienā..
Dažos gadījumos atkal izveidojušies produkti atkal saduras un pārtrauc to saikni, lai reorganizētu un kļūtu par reaģentiem. To sauc par atgriezenisko reakciju.
Abas reakcijas notiek dažādos ātrumos, tomēr, ja tiešās reakcijas ātrums ir vienāds ar apgrieztās reakcijas ātrumu, tiek konstatēts kinētiskais līdzsvars, kas nozīmē, ka reakcija ir līdzsvarā.
Faktori, kas ietekmē reakcijas ātrumu
Jebkura ķīmiska reakcija ir pakļauta virknei faktoru, kas izraisa tā paša ātruma ātru vai lēni. Mēs atrodam reakcijas, kas notiek sekundēs, piemēram, sprādzieni, un citas, kas aizņem mazliet ilgāku laiku, piemēram, dzelzs stieņa oksidēšana, kas tiek atklāta.
Šie faktori, kas ietekmē ķīmiskās reakcijas ātrumu, ir šādi:
Vielu daļiņu lielums
To sauc arī par kontakta virsmu. Ja vielām ir liela saskares virsma, ti, tās ir ļoti kompaktas, reakcija ir lēnāka nekā tad, kad saskares virsma ir maza.
Piemērs ir Alka seltzer reakcija tabletēs un Alka seltzer pulverī. Alka seltzer ir acetilsalicilskābes maisījums ar nātrija bikarbonātu, kalcija fosfātu un citronskābi..
Ja vielas ir atomu sugas, tām ir arī reakcijas reakcijas atšķirības, jo atoma lielums un elektronu daudzums ir pēdējais līmenis.
Tāpēc nātrijs (Na) ar ūdeni stipri reaģē, salīdzinot ar kalciju (Ca). Līdzīgi dzelzs (Fe) ir viegli oksidējas ar apkārtējā gaisā esošo ūdens tvaiku, salīdzinot ar svinu (Pb), kura reakcija ir daudz lēnāka.
Jonu sugām ir ļoti augsta reaktivitāte (zems reakcijas ātrums), salīdzinot ar to neitrālajām sugām. Tādējādi Mg + 2 ir vairāk reaktīvs nekā Mg.
Vielu fiziskais stāvoklis
Reaģentu agregācijas stāvoklis ietekmē arī reakcijas ātrumu. Cietā stāvoklī daļiņas (atomi) ir ļoti tuvas, tāpēc mobilitāte starp tām ir ļoti zema, ļoti lēni sadursmes.
Šķidruma stāvoklī daļiņām ir lielāka mobilitāte, kas padara reakcijas ātrākas nekā cietā stāvoklī.
Gāzveida stāvoklī reakcijai ir daudz lielāks ātrums, pateicoties lielajai atdalīšanai starp reaģentu daļiņām.
Lai palielinātu vielas reakcijas ātrumu, to var izšķīdināt ūdenī tādā veidā, ka molekulas izšķīst un palielina mobilitāti starp tām..
Reaģentu koncentrācija
Vielas koncentrācija attiecas uz daļiņu (atomu, jonu vai molekulu) daudzumu, kas atrodams noteiktā tilpumā.
Ķīmiskā reakcijā, ja ir daudz daļiņu, sadursmju skaits starp tām būs ļoti augsts, tāpēc reakcijas ātrums būs augsts.
Jo lielāka ir reaģentu koncentrācija, jo lielāks būs reakcijas ātrums produktu veidošanai.
Temperatūra
Sistēmā, kas sastāv no reaģentiem, visas daļiņas, kas to padara, kustas, vai nu vibrē, kā tas notiek cietās vielās, vai pārvietojas šķidrumu un gāzu gadījumā..
Abos gadījumos tiek novērota attiecīgi vibrācijas E un E kinētika. Šīs enerģijas ir tieši proporcionālas temperatūrai, kurā sistēma atrodas.
Palielinot sistēmas temperatūru, palielinās vielu molekulārā kustība.
Starp tām notiekošās sadursmes kļūst arvien spēcīgākas, lai varētu rasties lūzumi un sasaistīšanās, pārvarot šķērsli, kas veido aktivācijas enerģiju Ea.
Palielinot sistēmas temperatūru, reaktivitāte palielinās un reakcijas ātrums ir mazāk ātrāks.
Katalizatori
Tie ir ķīmiskas vielas, kas ietekmē ķīmisko reakciju, vai nu palielinot reakcijas ātrumu, vai samazinot to. Tās galvenā īpašība ir tā, ka tā nepiedalās ķīmiskajā reakcijā, kas nozīmē, ka reakcijas beigās to var izolēt no sistēmas.
Piemērs ir organiskā savienojuma, kas nav piesātināts ar litija alumīnija hidrīdu, hidrogenēšana kā katalizators:
CH3 - CH = CH - CH3 + H2CH3 - C2 - CH2 - CH3
Ķīmiskā vienādojumā katalizators tiek novietots uz bultiņas, kas norāda reakcijas virzienu.
Ķīmiskā reakcijā var gadīties, ka gan katalizators, gan reaģenti nav tādā pašā fizikālajā stāvoklī, šāda veida sistēma ir pazīstama kā "heterogēna"..
Tos sauc par kontakt katalizatoriem. "Homogēni" katalizatori ir tie, kuriem ir tāds pats reaģentu fiziskais stāvoklis, un tos sauc par transportēšanu.
Atsauces
- Levine, I. Fizikāli ķīmija. vol.2. McGraw-Hill 2004
- Capparelli, Alberto Luis Pamata fizikālā ķīmija. E-grāmata.
- Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio un citi (2016) Ķīmisko reakciju kinētika. Atgūta: zaloamati.azc.uam.mx.
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Faktori, kas ietekmē ķīmiskās reakcijas ātrumu. Atgūts: thinkco.com.