Химичните реакции са навсякъде около вас и във вас. В допълнение към биохимичните реакции, които ви позволяват да трансформирате молекулите, които ядете и дишате, в използваема енергия, има и такива индустриални лаборатории в градове по света, произвеждащи химикали, както и продукти, които разчитат на химикали за своите производство.
Един от най-важните аспекти на реакцията, в допълнение към продукта или продуктите, произведени и имащи подходящо количество реагенти, е колко бързо може да се очаква реакцията да протече. Това може да окаже влияние върху безопасността, качеството на продукта и други резултати. Един от факторите, влияещи върху скоростта на реакцията, който в повечето случаи в лабораторията може да се промени с лекота, е температура. Ефектът от температурата върху скоростта на реакцията може да има огромно въздействие.
Помислете за момент как може да се очаква температурата да повлияе на скоростта на реакцията и прочетете за повече информация за различните неща, които могат да ускорят или забавят химичните реакции.
Какви фактори влияят на степента на реакция?
Ефектът от температурата върху скоростта на реакцията е само едно от нещата, които могат да повлияят на протичането на реакцията, тоест колко бързо присъстващите реагенти се трансформират в продукти. Разбира се, много от тези фактори са активни по всяко време и могат да имат конкурентни влияния върху общата скорост на дадена реакция.
- Концентрация на реагент: Колкото по-концентриран е разтворът, толкова по-бърза е скоростта. За газовете увеличаването на налягането косвено има този ефект чрез повишаване на концентрацията.
- Агрегатно състояние на реагентите: Праховете, изпуснати в разтвор, реагират по-бързо от твърдите парчета, като таблетите, тъй като излагат по-голяма повърхност, за да могат реакциите да възникнат веднага.
- Наличие, вид и концентрация на катализатор или инхибитор: Катализаторът ускорява реакцията, докато инхибиторите ги забавят.
- Светлина: Светлината с дадена дължина на вълната може да ускори някои реакции.
-
Температура: Повечето реакции се ускоряват с повишаване на температурата и вие сте на път да научите защо.
Ефектът на температурата върху скоростта на реакция
Като правило, повишаването на температурата от 10 ° C удвоява скоростта на реакцията. Защо повишаването на температурата може да промени скоростта на химична реакция?
Ако мислите, че това е така, защото засегнатите молекули се движат по-бързо, когато температурата е по-висока, вие сте на прав път. Температурата всъщност е мярка за средната кинетична енергия на молекулите в движение.
Молекулите в движение са склонни да останат в движение, докато не се сблъскат с външна сила и когато различни молекули реагенти се смесят заедно, те нямат много да се сблъскат един с друг.
Когато температурата се повиши, количеството на атомни или молекулярни сблъсъци между молекулите се увеличава. Но промяната в скоростта на реакция с температурата не е само функция на температурата; вместо това повишаването на температурата действително влияе на константите на скоростта (написани k) на реакциите по предсказуем начин.
Каква е теорията на сблъсъка на скоростта на реакция?
Когато молекулите се сблъскат, те могат да направят редица неща. Същото важи и за всеки два обекта, които се срещат помежду си в реалния свят. Ако сте шофирали на сляпо през паркинг, опитвайки се да поставите колата си на случаен принцип на места за паркиране, без да търсите на линиите на настилката ще имате сравнително малък шанс за успех да подредите превозното средство правилно. Но ако направите това по-бързо, щеше да имате и повече обща сума успехи, дори ако вашата грешка ставка остана същият.
Това е нещо, което се случва, когато молекулите на реагентите се сблъскат. Те трябва да се сблъскат, за да бъдат достатъчно близо един до друг, за да си взаимодействат, но макар това условие да е необходимо, то не е достатъчно. Молекулите също трябва да са в оптимална ориентация в пространството, за да предизвикат реакция.
В крайна сметка ефектът на температурата върху скоростта на реакцията се определя чрез нейния ефект върху константата на скоростта k, което от своя страна зависи от активираща енергия Eа на въпросната реакция. При по-високи температури по-висока част от молекулите ще достигнат тази минимална кинетична енергия, необходима за стартиране на реакцията.