Pět faktorů, které ovlivňují rychlost reakce

Rychlost reakce je v chemii velmi důležitým faktorem, zvláště když mají reakce průmyslový význam. Reakce, která se jeví jako užitečná, ale probíhá příliš pomalu, nepomůže při výrobě produktu. Například přeměna diamantu na grafit je upřednostňována termodynamikou, ale naštěstí probíhá téměř nepostřehnutelně. Naopak příliš rychlé reakce se mohou stát nebezpečnými. Reakční rychlost je řízena několika faktory, které lze za kontrolovaných podmínek měnit.

Téměř ve všech případech zvyšuje teplota chemikálií rychlost jejich reakce. Tato reakce je způsobena faktorem známým jako „aktivační energie"Aktivační energie pro reakci je minimální energie, kterou dvě molekuly potřebují, aby se srazily společně s dostatečnou silou k reakci." Jak teplota stoupá, molekuly se pohybují energičtěji a více z nich má potřebnou aktivační energii, což zvyšuje rychlost reakce. Velmi hrubým pravidlem je, že rychlost reakce se zdvojnásobuje při každém zvýšení teploty o 10 stupňů Celsia.

Když jsou chemické reaktanty ve stejném stavu - například rozpuštěné v kapalině - koncentrace reakčních složek obvykle ovlivňuje rychlost reakce. Zvýšení koncentrace jednoho nebo více reaktantů obvykle do určité míry zvýší rychlost reakce, protože za jednotku času bude reagovat více molekul. Míra, do jaké se reakce zrychluje, závisí na konkrétním „pořadí“ reakce. U reakcí v plynné fázi zvýšení tlaku často zvýší reakční rychlost podobným způsobem.

Konkrétní médium použité k zadržení reakce může mít někdy vliv na rychlost reakce. Mnoho reakcí probíhá v nějakém rozpouštědle a rozpouštědlo může zvýšit nebo snížit rychlost reakce na základě toho, jak k reakci dochází. Reakce, které zahrnují nabitý přechodný druh, můžete urychlit například použitím vysoce účinného polární rozpouštědlo, jako je voda, které tento druh stabilizuje a podporuje jeho tvorbu a následné reakce.

Katalyzátory pracují na zvýšení rychlosti reakce. Katalyzátor funguje tak, že mění normální fyzikální mechanismus reakce na nový proces, který vyžaduje méně aktivační energie. To znamená, že při jakékoli dané teplotě bude mít více molekul tuto nižší aktivační energii a bude reagovat. Katalyzátory toho dosahují různými způsoby, ačkoli jedním z procesů je, aby katalyzátor fungoval jako povrch, kde jsou chemické látky absorbovány a udržovány ve výhodné poloze pro následnou reakci.

U reakcí, které zahrnují jeden nebo více reaktantů v pevné fázi, může exponovaná povrchová plocha této pevné fáze ovlivnit rychlost. Účinek, který je obvykle vidět, je, že čím větší je vystavená povrchová plocha, tím rychlejší je rychlost. K tomu dochází, protože objemová fáze nemá žádnou koncentraci jako takovou, a proto může reagovat pouze na exponovaném povrchu. Příkladem může být rezivění nebo oxidace železné tyče, která bude postupovat rychleji, pokud je vystavena větší plocha povrchu tyče.