Ķīmiskās reakcijas ir visur ap jums un jūsu iekšienē. Papildus bioķīmiskajām reakcijām, kas ļauj pārveidot apēstās un ieelpotās molekulas izmantojamā enerģijā, ir arī tādas rūpniecības laboratorijas pilsētās visā pasaulē, kas ražo ķīmiskas vielas, kā arī produktus, kuru ražošanā ir nepieciešamas ķīmiskas vielas ražot.
Viens no vissvarīgākajiem reakcijas aspektiem papildus saražotajam produktam vai produktiem un atbilstošam reaģentu daudzumam ir tas, cik ātri var sagaidīt reakcijas norisi. Tas var ietekmēt drošību, produktu kvalitāti un citus rezultātus. Viens no faktoriem, kas ietekmē reakcijas ātrumu, ko laboratorijā var viegli mainīt temperatūra. Temperatūras ietekmei uz reakcijas ātrumu var būt milzīga ietekme.
Uz brīdi padomājiet par to, kā temperatūra, iespējams, ietekmē reakcijas ātrumu, un lasiet tālāk, lai iegūtu plašāku ieskatu par dažādām lietām, kas var paātrināt vai palēnināt ķīmiskās reakcijas.
Kādi faktori ietekmē reakcijas ātrumu?
Temperatūras ietekme uz reakcijas ātrumu ir tikai viena no lietām, kas var ietekmēt reakcijas norisi, tas ir, cik ātri visi esošie reaģenti tiek pārveidoti par produktiem. Protams, daudzi no šiem faktoriem vienmēr ir aktīvi un var ietekmēt konkurējošu ietekmi uz konkrētās reakcijas kopējo ātrumu.
- Reaģenta koncentrācija: Jo koncentrētāks ir šķīdums, jo ātrāks ir ātrums. Gāzēm spiediena palielināšanai netieši ir šāda ietekme, paaugstinot koncentrāciju.
- Reaģentu fiziskais stāvoklis: Pulveri, kas nokrituši šķīdumā, reaģē ātrāk nekā cietie gabali, piemēram, tabletes, jo tie rada lielāku virsmas laukumu, lai reakcijas notiktu nekavējoties.
- Katalizatora vai inhibitora klātbūtne, veids un koncentrācija: Katalizators paātrina reakciju, savukārt inhibitori tās palēnina.
- Gaisma: Noteikta viļņa garuma gaisma var paātrināt dažas reakcijas.
-
Temperatūra: Lielākā daļa reakciju paātrinās, paaugstinoties temperatūrai, un jūs gatavojaties uzzināt, kāpēc.
Temperatūras ietekme uz reakcijas ātrumu
Pēc īkšķa noteikuma temperatūras paaugstināšanās par 10 ° C divkāršo reakcijas ātrumu. Kāpēc temperatūras paaugstināšana var mainīt ķīmiskās reakcijas ātrumu?
Ja jūs domājat, ka tas ir tāpēc, ka iesaistītās molekulas pārvietojas ātrāk, kad temperatūra ir augstāka, jūs esat uz pareizā ceļa. Temperatūra faktiski ir kustībā esošo molekulu vidējās kinētiskās enerģijas mērs.
Kustībā esošās molekulas mēdz palikt kustībā, līdz tās saskaras ar ārēju spēku, un, ja dažādas reaģenta molekulas tiek sajauktas kopā, tām ir maz, lai uzskrietu viena otrai blakus.
Palielinoties temperatūrai, palielinās atomu vai molekulu sadursmju daudzums starp molekulām. Bet reakcijas ātruma izmaiņas ar temperatūru nav tikai temperatūras funkcija; tā vietā temperatūras paaugstināšanās faktiski prognozējamā veidā ietekmē reakciju ātruma konstantes (rakstītās k).
Kāda ir reakcijas ātruma sadursmes teorija?
Kad molekulas saduras, tās var darīt vairākas lietas. Tas pats attiecas uz jebkuriem diviem objektiem, kas sastopas viens ar otru reālajā pasaulē. Ja jūs braucāt akli, kaut arī stāvvietā, mēģinot nejauši ievietot jūsu automašīnu stāvvietās, neskatoties pie bruģa līnijām jums būtu salīdzinoši mazas izredzes gūt panākumus, sakārtojot transportlīdzekli pareizi. Bet, ja jūs to izdarītu ātrāk, jums būtu vairāk Kopā veiksmīgi, pat ja jūsu kļūda likmi palika nemainīgs.
Tas notiek tā, kā notiek reaģenta molekulu sadursme. Viņiem jāsaduras, lai būtu pietiekami tuvu, lai mijiedarbotos, taču, lai arī šis nosacījums ir nepieciešams, tas nav pietiekami. Molekulām jābūt arī optimālā orientācijā telpā, lai izraisītu reakciju.
Galu galā temperatūras ietekmi uz reakcijas ātrumu nosaka, pateicoties tās ietekmei uz ātruma konstanti k, kas savukārt ir atkarīgs no aktivācijas enerģija Ea no attiecīgās reakcijas. Augstākā temperatūrā lielāka molekulu daļa sasniegs šo minimālo kinētisko enerģiju, kas nepieciešama reakcijas sākšanai.