أربع طرق لتسريع التفاعل الكيميائي

يحدث التفاعل الكيميائي عندما تتصادم جزيئات المواد المتفاعلة مع بعضها البعض في بيئة التفاعل. يعتمد المعدل الذي يحدث به التفاعل على معدل تصادم الجزيئات ، ويعتمد معدل الاصطدام على عوامل مختلفة يمكن تغييرها لتغيير معدل التفاعل. يمكن زيادة معدل التفاعل بفعل واحد أو أكثر من هذه العوامل.

المحفز هو مادة يمكنها تغيير معدل التفاعل الكيميائي. يمكن استخدام المحفزات بنجاح لزيادة معدل التفاعل الكيميائي. أيضًا ، المحفزات ذاتية بطبيعتها ، أي أن المحفز يعمل بشكل خاص على تفاعلات معينة فقط. لا يتم استهلاك المحفز في التفاعل ، ولا يغير نواتج التفاعل. على سبيل المثال ، يبدأ تحلل كلورات البوتاسيوم عند 392 درجة فهرنهايت في وجود ثاني أكسيد المنجنيز كعامل مساعد. خلاف ذلك ، في حالة عدم وجود المحفز ، يكون هذا التفاعل عملية بطيئة ، والتي تبدأ عند 715 درجة فهرنهايت.

بالنسبة لمعظم التفاعلات الكيميائية ، تتناسب درجة الحرارة طرديًا مع معدل التفاعل الكيميائي. لذلك ، فإن زيادة درجة الحرارة تزيد من معدل التفاعل إلى حد معين ، ولكن يجب توخي الحذر أثناء زيادة درجة حرارة التفاعل لتجنب الحوادث. على سبيل المثال ، يحدث انحلال السكر في الماء بشكل أسرع عندما يكون الماء ساخنًا مقارنة بمعدل الذوبان في الماء البارد. تؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى زيادة طاقة الجزيئات المتفاعلة ، مما يجعلها تتحرك بشكل أسرع وأكثر عرضة للتصادمات ، وبالتالي زيادة معدل التفاعل.

يلعب تركيز المواد المتفاعلة أيضًا دورًا مهمًا في تحديد معدل التفاعل الكيميائي. وفقًا لنظرية الاصطدام ، بالنسبة لمعظم التفاعلات ، من المعروف أن زيادة تركيز المواد المتفاعلة تزيد من معدل التفاعل. عندما يتوفر المزيد من الجزيئات المتفاعلة ، تحدث المزيد من الاصطدامات ، مما يؤدي إلى زيادة المعدل الإجمالي للتفاعل في نفس الظروف. في حالة الغازات ، يمكن زيادة تركيز المواد المتفاعلة عن طريق زيادة ضغط البيئة المتفاعلة بحيث تصبح جزيئات المتفاعل نفسها أكثر تركيزًا.

تؤدي زيادة مساحة سطح المواد المتفاعلة إلى زيادة معدل التفاعل. يعني المزيد من مساحة السطح تصادمات أكثر لجزيئات المادة المتفاعلة وزيادة معدل التفاعل. يحدث هذا عندما يتم تصنيع المواد المتفاعلة لتتفاعل في شكل مسحوق. على سبيل المثال ، يذوب السكر البودرة في الماء بسرعة أكبر من كتلة السكر. أيضًا ، في حالة الاحتراق ، يكون التفاعل سريعًا جدًا عندما يكون الوقود على شكل جزيئات دقيقة أو في شكل مسحوق.