האם מסת התגובות משפיעה על קצב התגובה הכימית?

קצב התגובה הכימית מתייחס למהירות ההמרה של מגיבים למוצרים, החומרים הנוצרים מהתגובה. תורת ההתנגשות מסבירה שתגובות כימיות מתרחשות בקצב שונה בכך שהיא מציעה שכדי שתגובה תימשך, חייבת להיות מספיק אנרגיה במערכת כדי שחלקיקי המגיב יתנגשו, ישברו קשרים כימיים ויצרו את התוצר הסופי. מסת החלקיקים המגיבים קובעת את כמות שטח הפנים שנחשפה להתנגשויות אפשריות.

כמה גורמים, כולל המסה וריכוז החלקיקים הזמינים לתגובה, משפיעים על קצב התגובה הכימית. כל מה שמשפיע על מספר ההתנגשויות בין חלקיקים משפיע גם על מהירות התגובה. חלקיקים מגיבים קטנים יותר עם פחות מסה מגדילים את הסיכויים להתנגשויות, מה שמגביר את קצב התגובה. מולקולה מורכבת מסיבית עם אתרים תגובתי מרוחקים תהיה איטית להגיב, לא משנה כמה התנגשויות מתרחשות. התוצאה היא קצב תגובה איטי. תגובה הכוללת חלקיקים פחות מאסיביים עם יותר שטח פנים זמין להתנגשויות תימשך מהר יותר.

ריכוז המגיבים קובע את מהירות התגובה. בתגובות פשוטות, עלייה בריכוז המגיבים מאיצה את התגובה. ככל שיש יותר התנגשויות לאורך זמן, התגובה יכולה להתקדם מהר יותר. לחלקיקים הקטנים יש פחות מסה ויותר שטח פנים זמין להתנגשויות של חלקיקים אחרים. עם זאת, במנגנוני תגובה מורכבים אחרים, יתכן שזה לא תמיד מתקיים. זה נצפה לעתים קרובות בתגובות הקשורות למולקולות חלבון ענקיות עם מסות גדולות ומפותלות מבנים עם אתרי תגובה קבורים עמוק בתוכם ואינם ניגשים בקלות על ידי התנגשות חלקיקים.

חימום מכניס לתגובה יותר אנרגיה קינטית וגורם לחלקיקים לנוע מהר יותר כך שיתרחשו יותר התנגשויות וקצב התגובה יגדל. נדרש פחות חום כדי להמריץ חלקיקים קטנים יותר עם פחות מסה, אך יכולות להיות תוצאות שליליות עם מולקולות מסיביות גדולות, כמו חלבונים. יותר מדי חום יכול לדנטור חלבונים על ידי גורם למבנים שלהם לספוג אנרגיה ולשבור את הקשרים המחזיקים את קטעי המולקולות.

אם אחד המגיבים הוא מוצק, התגובה תמשיך מהר יותר אם היא נטחנת לאבקה או מתפרקת. זה מגדיל את שטח הפנים שלה וחושף יותר חלקיקים קטנים עם מסה קטנה יותר אך שטח פנים גדול יותר למגיבים האחרים בתגובה. הסיכוי להתנגשויות חלקיקים גדל ככל שקצב התגובה עולה.

גרף המתווה זמן לעומת הכמות הכוללת של המוצר המיוצר מראה שתגובות כימיות מתחילות בדרך כלל בקצב מהיר כאשר ריכוזי המגיב הם הגדולים ביותר ומאטים בהדרגה כמו המגיבים מדולדל. כשהקו מגיע לרמה והופך לרוחב, התגובה הסתיימה.