Fem faktorer, der påvirker reaktionshastigheden

Reaktionshastigheden er en meget vigtig overvejelse inden for kemi, især når reaktioner har industriel betydning. En reaktion, som virker nyttig, men fortsætter for langsomt, vil ikke være nyttigt med hensyn til fremstilling af et produkt. Omdannelsen af ​​diamant til grafit, for eksempel, er begunstiget af termodynamik, men heldigvis fortsætter det næsten umærkeligt. Omvendt kan reaktioner, der bevæger sig for hurtigt, undertiden blive farlige. Reaktionshastigheden styres af flere faktorer, som alle kan varieres under kontrollerede forhold.

Temperatur

I næsten meget tilfælde øges temperaturen af ​​kemikalier i reaktionshastigheden. Denne reaktion skyldes en faktor kendt som "aktiveringsenergi". Aktiveringsenergien til en reaktion er den minimale energi to molekyler, der er nødvendige for at kollidere sammen med tilstrækkelig kraft til at reagere. Når temperaturen stiger, bevæger molekylerne sig mere kraftigt, og flere af dem har den nødvendige aktiveringsenergi, hvilket øger reaktionshastigheden. En meget grov tommelfingerregel er, at reaktionshastigheden fordobles for hver 10 grader Celsius stigning i temperatur.

Koncentration og tryk

Når kemiske reaktanter er i samme tilstand - begge opløst i en væske, for eksempel - påvirker koncentrationen af ​​reaktanterne typisk reaktionshastigheden. Forøgelse af koncentrationen af ​​en eller flere reaktanter vil normalt øge reaktionshastigheden til en vis grad, da der vil være flere molekyler at reagere pr. Tidsenhed. I hvilken grad reaktionen fremskynder afhænger af den særlige "rækkefølge" af reaktionen. Ved gasfasereaktioner øger trykket ofte reaktionshastigheden på en lignende måde.

Medium

Det særlige medium, der bruges til at indeholde reaktionen, kan nogle gange have en virkning på reaktionshastigheden. Mange reaktioner finder sted i et opløsningsmiddel af en eller anden art, og opløsningsmidlet kan øge eller formindske reaktionshastigheden baseret på reaktionen. Du kan fremskynde reaktioner, der involverer en ladet mellemliggende art, for eksempel ved at bruge et stærkt polært opløsningsmiddel som vand, som stabiliserer denne art og fremmer dets dannelse og efterfølgende reaktion.

Katalysatorer

Katalysatorer arbejder for at øge reaktionshastigheden. En katalysator virker ved at ændre reaktionens normale fysiske mekanisme til en ny proces, som kræver mindre aktiveringsenergi. Dette betyder, at flere molekyler ved en given temperatur vil have den lavere aktiveringsenergi og vil reagere. Katalysatorer opnår dette på en række måder, selv om en proces er, at katalysatoren skal fungere som en overflade, hvor kemiske arter absorberes og holdes i en gunstig position til efterfølgende reaktion.

Overfladeareal

For reaktioner, der involverer en eller flere faste, massefasereaktanter, kan den eksponerede overfladeareal af den faste fase påvirke hastigheden. Den effekt, der normalt ses, er, at jo større overfladearealet er, jo hurtigere bliver hastigheden. Dette sker fordi en bulkfase ikke har nogen koncentration som sådan, og det kan således kun reagere på den udsatte overflade. Et eksempel ville være rustning eller oxidation af en jernstang, som vil fortsætte hurtigere, hvis mere overfladeareal af stangen bliver udsat.