Фактори швидкості хімічної реакції

Існує ряд факторів, що впливають на швидкість реакцій. Для того щоб реакція пройшла успішно, необхідно, щоб відбулося зіткнення молекул вихідних речовин – це самий мінімальний фактор.

У разі підвищення кількості молекул, в будь – якої одиниці об’єму, число відбувається зіткнень буде зростати. Таким чином, швидкість реакції починає рости при збільшенні концентрації реагуючих в процесі реакції речовин. Якщо реагентом є газ, швидкість реакції зросте при підвищенні тиску. Чому? Відбувається це, тому що тиск газу прямо пропорційно концентрації складових його молекул. Зіткнення частинок – не є достатньою умовою протікання реакції. За допомогою проведених розрахунків доведено, що кількість зіткнень молекул реагуючих речовин при їх розумної концентрації досить велике. Тому, реакції повинні протікати досить швидко. Але це відбувається не завжди. Так як не кожне зіткнення молекул реагентів буде досить ефективним. Багато зіткнення є пружними, а при пружному зіткненні, молекули відскакують один від одного.

Для успішної реакції необхідно, щоб молекули мали досить велику кінетичну енергію. Енергія активації є найбільш мінімальною енергією, якою повинні володіти молекули реагуючих речовин. Дана енергія необхідна для того, щоб реакція пройшла. Енергія позначається як Е а. В системі, яка складається з досить великої кількості молекул, існує певний розподіл молекул по енергії. Які – то з них мають низьку, або недостатню енергію, інша частина – високу і середню. З усіх цих молекул тільки в невеликої частини молекул енергія перевищує енергію активації. Температура фактично вважається мірою кінетичної енергії частинок, з яких складається, будь – яке речовина. Іншими словами, чим більше швидкість руху частинок, складових речовина, тим вище температура цієї речовини. Значить, підвищуючи температуру, можна збільшити кінетичну енергію молекул. В результаті можна отримати наступне: починається зростання частки молекул з енергією, що перевищує Еа. Зіткнення даних молекул обов’язково призведе до хімічної реакції. Швидкість хімічної реакції може вирости в 2-4 рази, якщо підвищити температуру на 10 градусів за Цельсієм.

Досить часто трапляється, що хімічна реакція “не хоче” проходити сама по собі. В такому випадку швидкість реакцій підвищується за допомогою каталізу – хімічного процесу, при якому використовуються каталізатори. Це такі речовини, які здатні прискорити протікання реакції. При цьому самі каталізатори не витрачаються.

Як же діють каталізатори? Під час хімічної реакції вони вступають у взаємодію з реагентами. При цьому утворюються проміжні сполуки. До кінця реакції каталізатори звільняються і повертаються до колишнього стану.

Існують два види каталізаторів. Гомогенний і гетерогенний. Перший разом з реагентами знаходиться в одній фазі, наприклад, рідині або газі. Тоді як другий утворює самомстоятельно від реагентів фазу. До гомогенним відносяться кислоти і підстави, до гетерогенним прості речовини, оксиди і сульфіди металів.

Якщо стороннє втручання призводить до ще більшого уповільнення то, мова йде про інгібітори. Вони теж потрібні людині, наприклад, для того щоб захистити метал від корозії.

Швидкість реакції так само залежить від площі зіткнення використовуються реагентів. На швидкість гетерогенної реакції, в процесі якої реагує тверда речовина з газоподібним або рідким, впливає і перемішування. Даний фактор пов’язаний з тим, що в результаті перемішування, вдається досягти зникнення з місця реакції скупчуються молекул продуктів реакції і «піднести» нові молекули реагенту.

Підводячи підсумок можна сказати, що швидкість реакції залежить від наступних факторів:

  • Від концентрації реагентів. Тобто чим вище концентрація, тим більше швидкість реакції.
  • Від температури. Тобто із зростанням температури, швидкість будь-якої реакції збільшується.
  • Від площі зіткнення реагуючих речовин. Чим більше площа контакту реагентів, тим вище швидкість реакції.
  • Від перемішування. Тобто, якщо реакція відбувається між твердою речовиною, рідиною, газом, перемішування може її прискорити.
Посилання на основну публікацію