Hvilke faktorer påvirker prisen for en kemisk reaktion?

Flere faktorer kan påvirke hastigheden af ​​en kemisk reaktion, herunder tryk, temperatur, koncentration og tilstedeværelse af katalysatorer. Disse faktorer er vigtige for professionelle kemikere, hvoraf mange lever ved at forbedre hastigheden og effektiviteten af ​​kemiske reaktioner inden for industri, videnskab og medicin.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)
Tryk, temperatur, koncentration og tilstedeværelse af katalysatorer kan påvirke mængden af ​​kemiske reaktioner.

Tryk på gasser

For reaktioner, der involverer gasser, påvirker tryket kraftigt reaktionshastigheden. Med stigende tryk falder det frie rum mellem molekylerne. Chancen for kollisioner mellem molekyler øges, så reaktionshastigheden øges. Det modsatte er tilfældet, når du mindsker trykket.

Koncentration af løsninger

Ved reaktioner, der involverer opløsninger, påvirker koncentrationen af ​​stofferne i opløsningen direkte: Højere koncentrationer fører til hurtigere reaktioner. Årsagen er meget den samme som for tryk og gasser; molekyler i en stærkt koncentreret opløsning pakkes tættere sammen, og chancen for at de kolliderer og reagerer med andre molekyler øges.

Varme og kulde

Temperaturen påvirker kraftigt mængden af ​​næsten alle kemiske reaktioner . Når objekter bliver varmere, vibrere molekylerne stærkere og bliver mere tilbøjelige til at kollidere med hinanden og reagere. Ved meget kolde temperaturer er molekylære vibrationer meget svage, og reaktioner er sjældne. Temperaturvirkninger arbejder dog over et begrænset interval; Når stoffer bliver for varme, kan uønskede reaktioner finde sted. Stoffer kan smelte, brænde eller undergå andre uønskede ændringer.

Eksponeret overfladeareal

En reaktion mellem en væske og et faststof er begrænset af molekylernes evne til at nå frem til de solid. Det faste stofs udvendige overflade er hele væsken "ser"; de ydre lag forhindrer reaktioner med væsken, indtil de opløses. For eksempel, for en metalklump faldt i et bæger af syre, påvirker syren først kun de ydre dele af klumpen; De indre dele reagerer kun, når de ydre opløses væk. På den anden side reagerer en lige stor mængde metalpulver hurtigere på syren, fordi pulverformen udsætter mere for metallet. Det samme gælder for reaktioner mellem gasser og faste stoffer og i mindre grad mellem væsker. Reaktioner mellem gasser er derimod ikke begrænset af overfladearealet, da alle molekylerne udsættes og bevæger sig frit.

Katalysatorer og aktiveringsenergi

En katalysator er et kemisk stof, der ikke fungere som et produkt eller en reaktant i stedet tjener det kun for at fremskynde reaktionen. Mange kemiske reaktioner har et aktiveringsenergibehov; molekylerne har brug for et energi "kick" for reaktionen at finde sted, såsom gnisten der er nødvendig for at antænde benzin i en bilmotor. Katalysatoren reducerer aktiveringsenergibehovet, hvilket gør det muligt for flere molekyler at reagere under de samme betingelser.

Følsomhed over for lys

Nogle kemiske stoffer er lysfølsomme; visse bølgelængder af lys tilføjer energi til reaktioner, hvilket fremskynder dem meget. For eksempel er polystyren og anden plast følsom over for de ultraviolette bølger, der findes i sollys. Ultraviolet nedbryder bindingerne mellem atomer i plastik, hvilket får den til at forværres over tid. Klorofyl og andre organiske molekyler er også følsomme for lys, hvilket tillader planter at producere nyttige biomolekyler fra kuldioxid i luften; mængden af ​​lys har direkte indflydelse på plantens sundhed.