Chemische Reaktionen sind überall um dich herum und in dir. Zusätzlich zu den biochemischen Reaktionen, die es Ihnen ermöglichen, die Moleküle, die Sie essen und einatmen, in nutzbare Energie umzuwandeln, gibt es Industrielabore in Städten auf der ganzen Welt, die Chemikalien sowie Produkte herstellen, die auf Chemikalien angewiesen sind Herstellung.
Einer der wichtigsten Aspekte einer Reaktion ist neben dem hergestellten Produkt oder den hergestellten Produkten und einer angemessenen Versorgung mit Reaktanten, wie schnell eine Reaktion ablaufen kann. Dies kann Auswirkungen auf Sicherheit, Produktqualität und andere Ergebnisse haben. Einer der Faktoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen und in den meisten Fällen im Labor leicht geändert werden können, ist Temperatur. Der Einfluss der Temperatur auf die Reaktionsgeschwindigkeit kann einen enormen Einfluss haben.
Denken Sie einen Moment darüber nach, wie sich die Temperatur voraussichtlich auf die Reaktionsgeschwindigkeit auswirkt, und lesen Sie weiter, um mehr über die verschiedenen Dinge zu erfahren, die chemische Reaktionen beschleunigen oder verlangsamen können.
Welche Faktoren beeinflussen die Reaktionsgeschwindigkeit?
Der Einfluss der Temperatur auf die Reaktionsgeschwindigkeit ist nur einer der Faktoren, die den Ablauf einer Reaktion beeinflussen können, dh wie schnell die vorhandenen Reaktanten in Produkte umgewandelt werden. Natürlich sind viele dieser Faktoren jederzeit aktiv und können konkurrierende Einflüsse auf die Gesamtgeschwindigkeit einer bestimmten Reaktion haben.
- Eduktkonzentration: Je konzentrierter die Lösung, desto schneller die Geschwindigkeit. Bei Gasen hat eine Druckerhöhung indirekt diesen Effekt durch eine Erhöhung der Konzentration.
- Physikalischer Zustand der Reaktanten: In Lösung getropfte Pulver reagieren schneller als feste Brocken wie Tabletten, da sie eine größere Oberfläche für sofortige Reaktionen freisetzen.
- Vorhandensein, Art und Konzentration eines Katalysators oder Inhibitors: Ein Katalysator beschleunigt eine Reaktion, während Inhibitoren sie verlangsamen.
- Licht: Licht einer bestimmten Wellenlänge kann einige Reaktionen beschleunigen.
-
Temperatur: Die meisten Reaktionen beschleunigen sich mit steigender Temperatur, und Sie werden gleich erfahren, warum.
Der Einfluss der Temperatur auf die Reaktionsgeschwindigkeit
Als Faustregel gilt, dass eine Temperaturerhöhung von 10 °C die Reaktionsgeschwindigkeit verdoppelt. Warum kann eine Temperaturerhöhung die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion verändern?
Wenn Sie denken, dass sich die beteiligten Moleküle schneller bewegen, wenn die Temperatur höher ist, sind Sie auf dem richtigen Weg. Die Temperatur ist eigentlich ein Maß für die durchschnittliche kinetische Energie von Molekülen in Bewegung.
Moleküle in Bewegung neigen dazu, in Bewegung zu bleiben, bis sie einer äußeren Kraft ausgesetzt sind, und wenn verschiedene Reaktionsmoleküle miteinander vermischt werden, haben sie wenig, auf das sie nebeneinander laufen können.
Wenn die Temperatur steigt, nimmt die Anzahl der atomaren oder molekularen Kollisionen zwischen Molekülen zu. Aber die Änderung der Reaktionsgeschwindigkeit mit der Temperatur ist nicht nur eine Funktion der Temperatur; stattdessen beeinflussen Temperaturerhöhungen die Geschwindigkeitskonstanten (geschriebenes k) von Reaktionen auf vorhersehbare Weise.
Was ist die Kollisionstheorie der Reaktionsgeschwindigkeiten?
Wenn Moleküle kollidieren, können sie eine Reihe von Dingen tun. Das gleiche gilt für zwei beliebige Objekte, die in der realen Welt aufeinandertreffen. Wenn Sie blind durch einen Parkplatz gefahren sind und versucht haben, Ihr Auto wahllos in Parkplätze einzupassen, ohne hinzusehen an den Linien auf dem Bürgersteig hätten Sie eine relativ geringe Erfolgsaussicht, das Fahrzeug aufzustellen richtig. Aber wenn du das schneller machen würdest, hättest du mehr gesamt Erfolge, auch wenn Ihr Fehler Bewertung gleich geblieben.
Das passiert, wenn Reaktantenmoleküle kollidieren. Sie müssen kollidieren, um nahe genug beieinander zu sein, um zu interagieren, aber diese Bedingung ist zwar notwendig, aber nicht ausreichend. Außerdem müssen die Moleküle im Raum optimal ausgerichtet sein, um eine Reaktion auszulösen.
Letztlich wird der Einfluss der Temperatur auf die Reaktionsgeschwindigkeit durch ihren Einfluss auf die Geschwindigkeitskonstante k bestimmt, die wiederum von der Aktivierungsenergie Eein der betreffenden Reaktion. Bei höheren Temperaturen erreicht ein größerer Anteil der Moleküle diese minimale kinetische Energie, die zum Starten der Reaktion erforderlich ist.