Beim Aufeinanderprallen von Teilchen findet eine chemische Reaktion statt. Wenn sie in der richtigen Orientierung und mit genügend Energie kollidieren, findet eine Reaktion statt. Wenn sie nicht kollidieren, kann keine Reaktion erfolgen. Da Reaktionen von Stößen und Energie abhängig sind, können Faktoren, die diese Parameter beeinflussen, die Reaktionsgeschwindigkeit entweder beschleunigen oder verlangsamen.
Was beeinflusst die Reaktionsgeschwindigkeit?
Reaktantenkonzentration: Wenn Sie eine höhere Reaktantenkonzentration haben, besteht eine größere Wahrscheinlichkeit von Kollisionen und damit eine größere Chance, dass die richtige Kollision stattfindet. Bei einer niedrigeren Konzentration ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass die Reaktanten in der richtigen Weise kollidieren, um ein Produkt zu ergeben. Im Allgemeinen bedeutet dies, dass eine höhere Konzentration mehr Kollisionen pro Zeiteinheit und eine schnellere Reaktionsgeschwindigkeit bedeutet.
Temperatur: Die mit Teilchen verbundene kinetische Energie nimmt mit der Temperatur zu. Je mehr Energie ein Teilchen hat, desto mehr springt es also herum. Je mehr es aufprallt, desto wahrscheinlicher kollidiert es mit einem anderen Partikel und ergibt ein Produkt. Aus diesem Grund nimmt die Reaktionsgeschwindigkeit mit der Temperatur stark zu. Andererseits nimmt sie ab, wenn die Temperatur sinkt.
Druck: Wenn Moleküle näher beieinander liegen, kollidieren sie eher. Eine Druckerhöhung erhöht die Nähe der Moleküle beieinander. Infolgedessen werden sie eher kollidieren und reagieren. Andererseits führt ein Druckabfall zu weniger Kollisionen und damit zu einer langsameren Reaktionsgeschwindigkeit.
Oberfläche: Je mehr Oberfläche für die Reaktion mit anderen Molekülen zur Verfügung steht, desto schneller läuft eine Reaktion ab. Mehr Oberfläche bedeutet mehr Kollisionen. Und mehr Kollisionen bedeuten mehr Chancen, dass die richtige Kollision stattfindet.
Wenn ein Feststoff mit einer Flüssigkeit reagiert, wird die Reaktion schneller ablaufen, wenn kleinere Stücke des Feststoffs verwendet werden. Dies liegt daran, dass bei kleineren Stücken mehr Oberfläche für die Wechselwirkung des Feststoffs mit der Flüssigkeit zur Verfügung steht. Somit kann die Reaktion schneller ablaufen. Die Moleküle im Inneren des Festkörpers müssen nicht so lange warten, bis sie mit der Flüssigkeit interagieren. Dies bedeutet im Allgemeinen, dass die Reaktionsgeschwindigkeit umso höher ist, je größer die Oberfläche ist.
Phaseneffekte: Wenn sich zwei Komponenten in der gleichen Phase befinden, kollidieren sie häufiger. Zum Beispiel kollidieren zwei Komponenten, die beide mischbare Flüssigkeiten sind, häufiger, als wenn einer ein Feststoff wäre. Das gleiche gilt, wenn beide Gase sind. Phasenunterschiede können die Reaktion erschweren, da es weniger Kollisionen gibt. Daher kann die Phase eine große Rolle dabei spielen, wie schnell eine Reaktion abläuft.
Katalysatoren: Katalysatoren beschleunigen immer eine Reaktion. Sie sind Stoffe, die durch Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit an einer chemischen Reaktion teilnehmen, aber durch die Reaktion selbst unverändert bleiben. Katalysatoren wirken, indem sie die Aktivierungsenergie oder den Abstand zum Übergangszustand verringern.
Katalysatoren sind in vielen biologischen Reaktionen lebenswichtig. Ohne einen Katalysator (oft ein Enzym) würden viele der Reaktionen, die der Mensch zum Überleben braucht, zu langsam ablaufen. Die Zugabe von Proteinkatalysatoren beschleunigt die Sache.
Tipps
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Die Reaktionsgeschwindigkeit wird beschleunigt durch: höhere Reaktantenkonzentration, höhere Temperatur, höherer Druck, größere Oberfläche, Katalysatoren und wenn sich die Reaktanten in der gleichen Phase befinden.
Die Reaktionsgeschwindigkeit wird verlangsamt durch: niedrigere Reaktantenkonzentration, niedrige Temperatur, niedriger Druck, geringere Oberfläche und die Reaktanten befinden sich in unterschiedlichen Phasen.