- Faktory, ktoré ovplyvňujú rýchlosť reakcie
- Veľkosť častíc látky
- Fyzikálny stav látok
- Koncentrácia činidla
- teplota
- katalyzátory
- Referencie
Rýchlosť chemickej reakcie je rýchlosť, pri ktorej dochádza k premene látok nazývaných reaktanty na iné látky nazývané produkty. Faktory, ktoré ovplyvňujú rýchlosť, môžu byť rôzne; povaha reagencií, veľkosť častíc, fyzikálny stav látok …
Reaktanty môžu byť atómy alebo molekuly, ktoré sa navzájom zrážajú alebo zrážajú, čo spôsobuje rozpad väzieb medzi nimi. Po prestávke sa vytvoria nové väzby a vytvoria sa produkty.
Pokiaľ sa pri reakcii úplne spotrebuje aspoň jeden z reaktantov, pričom sa úplne vytvorí produkt, reakcia sa považuje za úplnú a prebieha iba v jednom smere.
V niektorých prípadoch sa vytvorené produkty opäť zrážajú a narušujú ich väzby, aby sa reorganizovali a opäť sa stali reaktantmi. Toto sa nazýva spätná reakcia.
Obe reakcie sa vyskytujú pri rôznych rýchlostiach, avšak keď sa rýchlosť doprednej reakcie rovná rýchlosti spätnej reakcie, vytvorí sa kinetická rovnováha, čo znamená, že reakcia je v rovnováhe.
Faktory, ktoré ovplyvňujú rýchlosť reakcie
Každá chemická reakcia podlieha množstvu faktorov, ktoré spôsobujú, že jej rýchlosť prechádza rýchlo alebo pomaly. Zistili sme, že reakcie, ku ktorým dôjde v priebehu niekoľkých sekúnd, ako sú explózie a iné, ktoré trvajú trochu dlhšie, ako napríklad oxidácia železnej tyče, ktorá je otvorená.
Tieto faktory, ktoré ovplyvňujú rýchlosť chemickej reakcie, sú:
Veľkosť častíc látky
Je tiež známa ako kontaktná plocha. Ak majú látky veľký kontaktný povrch, to znamená, že sú veľmi kompaktné, reakcia je pomalšia ako v prípade, keď je kontaktný povrch malý.
Príkladom je reakcia selekčného činidla Alka v tablete a selekčného činidla Alka v prášku. Alka seltzer je zmes kyseliny acetylsalicylovej s hydrogenuhličitanom sodným, fosforečnanom vápenatým a kyselinou citrónovou.
Pokiaľ ide o atómy atómov, vykazujú tiež variácie v reaktivite v dôsledku veľkosti atómu a počtu elektrónov na svojej poslednej úrovni.
Vďaka tomu reaguje sodík (Na) s vodou násilne v porovnaní s vápnikom (Ca). Podobne sa železo (Fe) ľahko oxiduje pôsobením vodnej pary prítomnej v okolitom vzduchu v porovnaní s olovom (Pb), ktorého reakcia je oveľa pomalšia.
Iónové látky majú veľmi vysokú reaktivitu (nízke reakčné rýchlosti) v porovnaní s ich neutrálnymi druhmi. Mg + 2 je teda reaktívnejší ako Mg.
Fyzikálny stav látok
Stav agregácie reaktantov tiež ovplyvňuje rýchlosť reakcie. V pevnom stave sú častice (atómy) veľmi blízko seba, takže pohyblivosť medzi nimi je veľmi malá a kolízie sú veľmi pomalé.
V tekutom stave majú častice väčšiu mobilitu, čo urýchľuje reakcie v porovnaní s pevným skupenstvom.
V plynnom stave má reakcia oveľa vyššiu rýchlosť vďaka veľkej separácii medzi časticami činidla.
Na zvýšenie reakčnej rýchlosti látky sa môže látka rozpustiť vo vode takým spôsobom, aby sa molekuly rozpustili a zvýšila sa mobilita medzi nimi.
Koncentrácia činidla
Koncentrácia látky sa vzťahuje na počet častíc (atómov, iónov alebo molekúl), ktoré sú v danom objeme.
Pri chemickej reakcii, ak je veľa častíc, bude počet kolízií medzi nimi veľmi vysoký, takže rýchlosť reakcie bude vysoká.
Čím vyššia je koncentrácia reaktantov, tým vyššia bude reakčná rýchlosť tvorby produktu.
teplota
V systéme zloženom z činidiel sú všetky častice, ktoré ho tvoria, v pohybe, buď vibrujú, ako v tuhých látkach, alebo sa pohybujú v prípade kvapalín a plynov.
V obidvoch prípadoch sú pozorované vibračné E a kinetické E. Tieto energie sú priamo úmerné teplote, pri ktorej je systém.
So zvyšujúcou sa teplotou systému sa zvyšuje molekulový pohyb látok.
Zrážky medzi nimi sa stávajú silnejšími, aby spôsobili rozpad a vytváranie väzieb, čím prekonali prekážku, ktorá predstavuje aktivačnú energiu Ea.
Ako sa teplota systému zvyšuje, reaktivita sa zvyšuje a reakčná rýchlosť je nižšia, teda rýchlejšia.
katalyzátory
Sú to chemické látky, ktoré ovplyvňujú chemickú reakciu, buď zvyšujú rýchlosť reakcie alebo ju spomaľujú. Jeho hlavnou charakteristikou je to, že sa nezúčastňuje chemickej reakcie, čo znamená, že na konci reakcie môže byť izolovaná zo systému.
Príkladom je hydrogenácia nenasýtenej organickej zlúčeniny s hydridom lítno-hlinitým ako katalyzátorom:
CH3-CH = CH-CH3 + H2CH3-C2-CH2-CH3
V chemickej rovnici je katalyzátor umiestnený nad šípkou, ktorá ukazuje smer reakcie.
Pri chemickej reakcii sa môže stať, že katalyzátor aj reaktanty nie sú v rovnakom fyzikálnom stave, tento typ systému je známy ako „heterogénny“.
Tieto katalyzátory sa nazývajú kontaktné katalyzátory. "Homogénne" katalyzátory sú tie, ktoré majú rovnaký fyzikálny stav reaktantov a nazývajú sa transport.
Referencie
- Levine, I. Physicochemistry. vol.2. McGraw-Hill 2004
- Capparelli, Alberto Luis Základné fyzikálnochemické postupy. E-Book.
- Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio, et.al (2016), Kinetika chemických reakcií. Obnovené: zaloamati.azc.uam.mx.
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Faktory, ktoré ovplyvňujú rýchlosť chemickej reakcie. Obnovené: thinkco.com.