Hvorfor er en kemisk reaktionshastighed fordoblet, når koncentrationen af ​​en reaktant forklarer dette med hensyn til kollisionsteori?

Kollisionsteori

Kollisionsteori siger, at for at en kemisk reaktion kan forekomme, skal reaktantmolekyler:

1. Kollide: Molekylerne skal komme i kontakt med hinanden.

2. kolliderer med tilstrækkelig energi: Kollisionen skal have nok energi til at bryde eksisterende obligationer og danne nye. Denne minimale energi kaldes aktiveringsenergien.

3. kolliderer med den korrekte orientering: Molekylerne skal kollidere på en måde, der gør det muligt for de reaktive dele at interagere.

Effekten af ​​koncentration

Når du fordobler koncentrationen af ​​en reaktant, er du i det væsentlige:

* Forøg antallet af molekyler i et givet volumen: Dette betyder, at der er flere molekyler i det samme rum.

* Forøg hyppigheden af ​​kollisioner: Med flere molekyler til stede, er der flere muligheder for dem at kollidere med hinanden.

fordobling af hastigheden

Da kollisioner er en forudsætning for reaktioner, fører fordobling af hyppigheden af ​​kollisioner direkte til en fordobling af reaktionshastigheden. Dette er fordi:

* mere succesrige kollisioner: Flere kollisioner betyder flere muligheder for kollisioner med tilstrækkelig energi og den korrekte orientering, hvilket fører til mere succesrige reaktioner.

* hurtigere udtømning af reaktanter: Med to gange antallet af kollisioner forbruges reaktanterne med dobbelt så stor hastighed, hvilket direkte oversættes til en fordoblet reaktionshastighed.

Vigtig note: Denne forklaring antager, at reaktionen er første orden med hensyn til reaktanten, hvis koncentration er fordoblet. Med andre ord er reaktionshastigheden direkte proportional med koncentrationen af ​​den specifikke reaktant. Hvis reaktionen ikke er første orden, er hastighedsændringen muligvis ikke en simpel fordobling.

Eksempel:

Overvej en reaktion mellem A og B:

A + B → Produkter

Hvis koncentrationen af ​​A er fordoblet, har du to gange antallet af molekyler i det samme rum. Dette fører til dobbelt så mange kollisioner mellem A og B, og derfor dobbelt så mange succesrige reaktioner pr. Enhedstid, hvilket resulterer i en fordoblet reaktionshastighed.