5 Faktoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen
Die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion ist die Geschwindigkeit, mit der die Umwandlung von Substanzen, die als Reagenzien bezeichnet werden, in andere Substanzen, die als Produkte bezeichnet werden, erfolgt. Die Faktoren, die die Geschwindigkeit beeinflussen, können mehrere sein; Art der Reagenzien, Partikelgröße, Aggregatzustand der Substanzen ...
Reagenzien können Atome oder Moleküle sein, die miteinander kollidieren oder kollidieren und eine Unterbrechung der Verbindungen zwischen ihnen verursachen. Nach der Pause werden neue Links erstellt und die Produkte gebildet.
Wenn mindestens eines der Reagenzien vollständig in der Reaktion verbraucht ist und das Produkt vollständig bildet, wird die Reaktion als vollständig bezeichnet und in nur eine Richtung gerichtet.
In einigen Fällen kollidieren die erneut gebildeten Produkte erneut und brechen ihre Verbindungen, um sich neu zu organisieren und wieder zu Reagenzien zu werden. Dies nennt man Rückreaktion.
Beide Reaktionen laufen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten ab. Wenn jedoch die Geschwindigkeit der direkten Reaktion der Geschwindigkeit der Rückreaktion entspricht, stellt sich ein kinetisches Gleichgewicht ein, was bedeutet, dass die Reaktion im Gleichgewicht ist.
Faktoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen
Jede chemische Reaktion unterliegt einer Reihe von Faktoren, die dazu führen, dass ihre Geschwindigkeit schnell oder langsam vergeht. Wir finden sekundenschnelle Reaktionen wie Explosionen und andere, die etwas länger dauern, wie die Oxidation eines im Freien gelöschten Eisenstabs.
Diese Faktoren, die die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion beeinflussen, sind:
Größe der Partikel der Substanzen
Es ist auch als Kontaktfläche bekannt. Wenn die Substanzen eine große Kontaktfläche haben, dh sehr kompakt sind, ist die Reaktion langsamer als bei einer kleinen Kontaktfläche.
Ein Beispiel ist die Reaktion von Alka Seltzer in Tablettenform und Alka Seltzer in Pulverform. Alka Seltzer ist eine Mischung aus Acetylsalicylsäure, Natriumbicarbonat, Calciumphosphat und Zitronensäure.
Handelt es sich bei den Substanzen um atomare Spezies, variieren auch ihre Reaktivitäten aufgrund der Größe des Atoms und der Anzahl der Elektronen in ihrer letzten Stufe.
Aus diesem Grund reagiert Natrium (Na) im Vergleich zu Calcium (Ca) heftig mit Wasser. Ebenso wird Eisen (Fe) durch die Einwirkung von Wasserdampf in der Umgebungsluft im Vergleich zu Blei (Pb), dessen Reaktion viel langsamer ist, leicht oxidiert.
Ionenspezies haben im Vergleich zu ihren neutralen Spezies eine sehr hohe Reaktivität (niedrige Reaktionsraten). Somit ist Mg + 2 reaktiver als Mg.
Aggregatzustand der Substanzen
Der Aggregatzustand der Reaktanten beeinflusst auch die Reaktionsgeschwindigkeit. Im festen Zustand sind die Teilchen (Atome) sehr eng beieinander, so dass die Mobilität zwischen ihnen sehr gering ist und sehr langsame Stöße auftreten.
Im flüssigen Zustand sind die Partikel beweglicher, was die Reaktionen im Vergleich zum festen Zustand beschleunigt.
Im gasförmigen Zustand hat die Reaktion dank der großen Trennung zwischen den Partikeln der Reaktanten eine viel höhere Geschwindigkeit.
Um die Reaktionsgeschwindigkeit einer Substanz zu erhöhen, kann sie in Wasser gelöst werden, so dass die Moleküle solubilisiert werden und die Mobilität zwischen ihnen zunimmt.
Konzentration der Reagenzien
Die Konzentration eines Stoffes bezieht sich auf die Menge an Partikeln (Atomen, Ionen oder Molekülen), die sich in einem bestimmten Volumen befinden.
Bei einer chemischen Reaktion ist die Anzahl der Kollisionen zwischen vielen Partikeln sehr hoch, sodass die Reaktionsgeschwindigkeit hoch ist.
Je höher die Konzentration der Reaktanten ist, desto höher ist die Reaktionsgeschwindigkeit der Produktbildung.
Temperatur
In einem System aus Reagenzien sind alle Partikel, aus denen es besteht, in Bewegung, entweder vibrierend, wie es bei festen Substanzen der Fall ist, oder beweglich bei Flüssigkeiten und Gasen.
In beiden Fällen wird eine E- und eine E-Kinetik beobachtet. Diese Energien sind direkt proportional zur Temperatur, bei der sich das System befindet.
Durch Erhöhen der Systemtemperatur erhöhen sich die molekularen Bewegungen der Substanzen.
Die Kollisionen zwischen ihnen werden stärker, so dass es zu Bruch und Verklebung kommt und das Hindernis überwunden wird, aus dem die Aktivierungsenergie Ea besteht.
Wenn die Temperatur des Systems erhöht wird, nimmt die Reaktivität zu und die Reaktionsgeschwindigkeit ist geringer, daher schneller.
Katalysatoren
Dies sind chemische Substanzen, die eine chemische Reaktion beeinflussen, indem sie die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen oder verringern. Sein Hauptmerkmal ist, dass es nicht an der chemischen Reaktion teilnimmt, was bedeutet, dass es am Ende der Reaktion aus dem System isoliert werden kann.
Ein Beispiel ist die Hydrierung einer mit Lithiumaluminiumhydrid als Katalysator ungesättigten organischen Verbindung:
CH 3 -CH = CH-CH 3 + H 2 CH 3 -C 2 -CH 2 -CH 3
In einer chemischen Gleichung befindet sich der Katalysator oben auf dem Pfeil, der die Reaktionsrichtung angibt.
Bei einer chemischen Reaktion kann es vorkommen, dass sich sowohl der Katalysator als auch die Reaktanten nicht in demselben physikalischen Zustand befinden. Diese Art von System ist als "heterogen" bekannt.
Diese werden als Kontaktkatalysatoren bezeichnet. Die "homogenen" Katalysatoren sind solche, die den gleichen physikalischen Zustand der Reaktanten haben und als Transport bezeichnet werden.
