- Фактори, които влияят на скоростта на реакцията
- Размер на частиците на веществото
- Физическо състояние на веществата
- Концентрация на реагентите
- температура
- Катализатори
- Препратки
Скоростта на химическата реакция е скоростта, с която се превръща веществото, наречено реагенти, в други вещества, наречени продукти. Факторите, които влияят на скоростта, могат да бъдат няколко; характер на реагентите, размер на частиците, физическо състояние на веществата…
Реактивите могат да бъдат атоми или молекули, които се сблъскват или се сблъскват помежду си, причинявайки разкъсване на връзки между тях. След почивката се създават нови облигации и се образуват продукти.
Ако поне един от реагентите е напълно изразходван в реакцията, образувайки напълно продукта, се казва, че реакцията е завършена и протича само в една посока.
В някои случаи образуваните продукти се сблъскват отново и разрушават връзките си, за да се реорганизират и да станат отново реагентите. Това се нарича обратна реакция.
И двете реакции протичат с различна скорост, но когато скоростта на напредващата реакция е равна на скоростта на обратната реакция, се установява кинетично равновесие, което означава, че реакцията е в равновесие.
Фактори, които влияят на скоростта на реакцията
Всяка химическа реакция е обект на поредица от фактори, които причиняват скоростта на преминаването й бързо или бавно. Откриваме реакции, които се случват за секунди, като експлозии и други, които отнемат малко повече време, като окисляването на желязна пръчка, изложена на открито.
Тези фактори, които влияят на скоростта на химическа реакция са:
Размер на частиците на веществото
Известен е и като контактна повърхност. Ако веществата имат голяма контактна повърхност, тоест са много компактни, реакцията е по-бавна, отколкото когато контактната повърхност е малка.
Пример е реакцията на Alka seltzer в таблетка и Alka seltzer на прах. Alka seltzer е смес от ацетил салицилова киселина, с натриев бикарбонат, калциев фосфат и лимонена киселина.
Ако веществата са атомни видове, те също показват промяна в тяхната реактивност поради размера на атома и броя на електроните на последното му ниво.
Поради това натрият (Na) реагира с вода по насилствен начин в сравнение с калция (Са). По подобен начин желязото (Fe) лесно се окислява под действието на водната пара, присъстваща в атмосферния въздух, в сравнение с оловото (Pb), чиято реакция е много по-бавна.
Йонните видове имат много висока реактивност (ниска скорост на реакция) в сравнение с неутралните им видове. По този начин, Mg + 2 е по-реактивен от Mg.
Физическо състояние на веществата
Състоянието на агрегация на реагентите също влияе на скоростта на реакцията. В твърдо състояние частиците (атомите) са много близо една до друга, така че мобилността между тях е много малка, а сблъсъците са много бавни.
В течно състояние частиците имат по-голяма подвижност, което прави реакциите по-бързи в сравнение с твърдото състояние.
В газообразно състояние реакцията има много по-висока скорост, благодарение на голямото разделяне между частиците на реагента.
За да се увеличи скоростта на реакцията на дадено вещество, то може да бъде разтворено във вода по такъв начин, че молекулите да бъдат разтворени и мобилността между тях да се увеличи.
Концентрация на реагентите
Концентрацията на дадено вещество се отнася до броя на частиците (атоми, йони или молекули), които са в даден обем.
При химическа реакция, ако има много частици, броят на сблъсъците между тях ще бъде много голям, така че скоростта на реакцията ще бъде висока.
Колкото по-висока е концентрацията на реагентите, толкова по-висока е скоростта на реакция за образуването на продуктите.
температура
В система, съставена от реагенти, всички частици, които я образуват, са в движение, или вибриращи, както в твърди вещества, или се движат в случай на течности и газове.
И в двата случая се наблюдават съответно вибрационни Е и кинетични Е. Тези енергии са пряко пропорционални на температурата, при която е системата.
С повишаването на температурата на системата молекулните движения на веществата се увеличават.
Сблъсъците между тях стават все по-силни, достатъчни да предизвикат разпадане и образуване на връзки, преодолявайки препятствието, което представлява активиращата енергия Ea.
С повишаване на температурата на системата, реактивността се увеличава и скоростта на реакцията е по-ниска, следователно по-бърза.
Катализатори
Те са химически вещества, които влияят на химична реакция, или увеличават скоростта на реакцията, или я забавят. Основната му характеристика е, че той не участва в химическата реакция, което означава, че в края на реакцията може да бъде изолиран от системата.
Пример е хидрирането на ненаситено органично съединение с литиев алуминиев хидрид като катализатор:
CH3 - CH = CH - CH3 + H2 CH3 - C2 - CH2 - CH3
В химическо уравнение катализаторът се поставя над стрелката, която показва посоката на реакцията.
При химическа реакция може да се случи, че катализаторът и реагентите не са в едно и също физическо състояние, този тип система е известна като "хетерогенна".
Те се наричат контактни катализатори. "Хомогенните" катализатори са тези, които имат същото физическо състояние на реагентите и се наричат транспортни.
Препратки
- Левайн, I. Физикохимия. vol.2. McGraw-Hill 2004
- Капарели, Алберто Луис Основна физикохимия. E-книги.
- Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio, et.al (2016). Кинетика на химичните реакции. Възстановени: zaloamati.azc.uam.mx.
- Ан Мари Хелменстин, доктор на науките Фактори, които влияят върху скоростта на химическа реакция. Възстановени: thinkco.com.