Chemické reakce jsou všude kolem vás a uvnitř vás. Kromě biochemických reakcí, které vám umožňují přeměnit molekuly, které jíte, a dýchat na použitelnou energii, existují průmyslové laboratoře ve městech po celém světě vyrábějící chemikálie i produkty, které se spoléhají na chemikálie výroba.
Jedním z nejdůležitějších aspektů reakce, kromě toho, že produkt nebo produkty jsou vyráběny a mají správný přísun reaktantů, je to, jak rychle lze očekávat, že reakce proběhne. To může mít dopad na bezpečnost, kvalitu produktu a další výsledky. Jedním z faktorů ovlivňujících reakční rychlosti, které lze ve laboratoři ve většině případů snadno změnit, je teplota. Vliv teploty na rychlost reakce může mít obrovský dopad.
Zamyslete se na chvíli nad tím, jak lze očekávat, že teplota ovlivní rychlost reakce, a přečtěte si další informace o různých věcech, které mohou urychlit nebo zpomalit chemické reakce.
Jaké faktory ovlivňují rychlost reakce?
Vliv teploty na rychlost reakce je jen jednou z věcí, které mohou ovlivnit průběh reakce, to znamená, jak rychle se jakékoli přítomné reaktanty přemění na produkty. Mnoho z těchto faktorů je samozřejmě vždy aktivních a může mít konkurenční vliv na celkovou rychlost dané reakce.
- Koncentrace reaktantů: Čím koncentrovanější je řešení, tím vyšší je rychlost. U plynů má nepřímé zvýšení tlaku tento účinek zvýšením koncentrace.
- Fyzikální stav reaktantů: Prášky kapané v roztoku reagují rychleji než pevné kousky jako tablety, protože vystavují větší povrch, aby reakce mohly nastat okamžitě.
- Přítomnost, typ a koncentrace katalyzátoru nebo inhibitoru: Katalyzátor urychluje reakci, zatímco inhibitory je zpomalují.
- Světlo: Světlo dané vlnové délky může urychlit některé reakce.
-
Teplota: Většina reakcí se s rostoucí teplotou zrychluje a vy se chystáte zjistit proč.
Vliv teploty na rychlost reakce
Pravidlem je, že zvýšení teploty o 10 ° C zdvojnásobuje rychlost reakce. Proč by zvýšení teploty mohlo změnit rychlost chemické reakce?
Pokud si myslíte, že je to proto, že se zúčastněné molekuly pohybují rychleji, když je teplota vyšší, jste na správné cestě. Teplota je ve skutečnosti měřítkem průměrné kinetické energie molekul v pohybu.
Molekuly v pohybu mají tendenci zůstat v pohybu, dokud nenarazí na vnější sílu, a když jsou různé molekuly reaktantů smíchány dohromady, mají jen málo co do sebe narážet.
Při zvyšování teploty se zvyšuje množství atomových nebo molekulárních kolizí mezi molekulami. Ale změna reakční rychlosti s teplotou není jen funkcí teploty; místo toho zvýšení teploty ve skutečnosti ovlivňuje rychlostní konstanty (psané k) reakcí předvídatelným způsobem.
Co je to teorie kolizí reakčních sazeb?
Když se molekuly srazí, mohou dělat řadu věcí. Totéž platí o jakýchkoli dvou objektech, které se ve skutečném světě setkávají. Pokud jste jeli naslepo po parkovišti a snažili se náhodně umístit vaše auto na parkovací místa, aniž byste se dívali na liniích na chodníku byste měli relativně malou šanci na úspěch, když seřadíte vozidlo správně. Ale pokud byste to udělali rychleji, měli byste víc celkový uspěje, i když vaše chyba hodnotit zůstal stejný.
To je něco, co se stane, když se srazí molekuly reaktantů. Musí se srazit, aby byli dostatečně blízko k interakci, ale i když je tato podmínka nutná, nestačí. Molekuly musí být také v optimální orientaci v prostoru, aby vyvolaly reakci.
Nakonec se vliv teploty na reakční rychlost určí pomocí jejího účinku na rychlostní konstantu k, která zase závisí na aktivační energie EA příslušné reakce. Vyšší teploty způsobí, že vyšší zlomek molekul dosáhne této minimální kinetické energie potřebné k zahájení reakce.