Fem faktorer, der påvirker reaktionshastigheder

Hastigheden af ​​en reaktion er en meget vigtig overvejelse i kemi, især når reaktioner har industriel betydning. En reaktion, der virker nyttig, men fortsætter for langsomt, vil ikke være til hjælp ved fremstilling af et produkt. Omdannelsen af ​​diamant til grafit begunstiges for eksempel af termodynamik, men fortsætter heldigvis næsten umærkeligt. Omvendt kan reaktioner, der bevæger sig for hurtigt, undertiden blive farlige. Reaktionshastighed styres af flere faktorer, som alle kan varieres under kontrollerede forhold.

I næsten meget tilfælde øger temperaturen på kemikalier reaktionshastigheden. Denne reaktion skyldes en faktor kendt som "aktiveringsenergi"Aktiveringsenergien til en reaktion er den mindste energi, to molekyler har brug for for at kollidere sammen med tilstrækkelig kraft til at reagere. Når temperaturen stiger, bevæger molekylerne sig mere kraftigt, og flere af dem har den nødvendige aktiveringsenergi, hvilket øger reaktionshastigheden. En meget grov tommelfingerregel er, at en reaktionshastighed fordobles for hver 10 grader Celsius temperaturstigning.

Når kemiske reaktanter er i samme tilstand - for eksempel begge opløst i en væske - påvirker koncentrationen af ​​reaktanterne typisk reaktionshastigheden. Forøgelse af koncentrationen af ​​en eller flere reaktanter vil normalt øge reaktionshastigheden til en vis grad, da der vil være flere molekyler at reagere pr. Tidsenhed. Graden, i hvilken reaktionen øges, afhænger af den særlige "rækkefølge" af reaktionen. I gasfasereaktioner øger trykket ofte reaktionshastigheden på en lignende måde.

Det særlige medium, der anvendes til at indeholde reaktionen, kan undertiden have en effekt på reaktionshastigheden. Mange reaktioner finder sted i et opløsningsmiddel af en slags, og opløsningsmidlet kan øge eller mindske reaktionshastigheden baseret på, hvordan reaktionen opstår. Du kan fremskynde reaktioner, der involverer en ladet mellemart, f.eks. Ved at bruge en stærk polært opløsningsmiddel, såsom vand, som stabiliserer denne art og fremmer dens dannelse og efterfølgende reaktion.

Katalysatorer arbejder for at øge reaktionshastigheden. En katalysator fungerer ved at ændre reaktionens normale fysiske mekanisme til en ny proces, som kræver mindre aktiveringsenergi. Dette betyder, at ved en given temperatur vil flere molekyler have den lavere aktiveringsenergi og vil reagere. Katalysatorer opnår dette på en række måder, skønt en proces er, at katalysatoren fungerer som en overflade, hvor kemiske arter absorberes og holdes i en gunstig position til efterfølgende reaktion.

For reaktioner, der involverer en eller flere faste reaktanter i bulk, kan det eksponerede overfladeareal af den faste fase påvirke hastigheden. Effekten, der normalt ses, er, at jo større udsat overfladeareal, jo hurtigere er hastigheden. Dette sker, fordi en bulkfase ikke har nogen koncentration som sådan, og derfor kun kan reagere på den eksponerede overflade. Et eksempel kan være rustning eller oxidation af en jernstang, som vil gå hurtigere, hvis mere overfladeareal af stangen udsættes for.