Fem faktorer som påvirker reaksjonshastigheter

En reaksjonshastighet er en veldig viktig faktor i kjemi, spesielt når reaksjoner har industriell betydning. En reaksjon som virker nyttig, men som går for sakte, vil ikke være nyttig når det gjelder å lage et produkt. Omdannelsen av diamant til grafitt, for eksempel, favoriseres av termodynamikk, men fortsetter heldigvis nesten umerkelig. Omvendt kan reaksjoner som beveger seg for raskt noen ganger bli farlige. Reaksjonshastigheten styres av flere faktorer, som alle kan varieres under kontrollerte forhold.

I nesten helt tilfelle øker temperaturen på kjemikalier reaksjonshastigheten. Denne reaksjonen skyldes en faktor kjent som "aktiveringsenergi. "Aktiveringsenergien for en reaksjon er den minste energien to molekyler trenger for å kollidere sammen med nok kraft til å reagere. Når temperaturen stiger, beveger molekylene seg kraftigere, og flere av dem har den nødvendige aktiveringsenergien, og øker hastigheten på reaksjonen. En veldig grov tommelfingerregel er at hastigheten på en reaksjon dobler for hver tiende temperaturstigning.

Når kjemiske reaktanter er i samme tilstand - for eksempel begge oppløst i en væske - påvirker konsentrasjonen av reaktantene vanligvis reaksjonshastigheten. Å øke konsentrasjonen av en eller flere reaktanter vil normalt øke reaksjonshastigheten til en viss grad, siden det vil være flere molekyler å reagere per tidsenhet. I hvilken grad reaksjonen øker, avhenger av den spesielle "rekkefølgen" av reaksjonen. Ved gassfasereaksjoner vil økt trykk ofte øke reaksjonshastigheten på lignende måte.

Det spesielle mediet som brukes til å inneholde reaksjonen kan noen ganger ha en effekt på reaksjonshastigheten. Mange reaksjoner finner sted i et løsningsmiddel av noe slag, og løsningsmidlet kan øke eller redusere reaksjonshastigheten, basert på hvordan reaksjonen oppstår. Du kan øke hastigheten på reaksjonene som involverer en ladet mellomart, for eksempel ved å bruke en sterkt polært løsningsmiddel slik som vann, som stabiliserer arten og fremmer dannelsen og påfølgende reaksjon.

Katalysatorer arbeider for å øke reaksjonshastigheten. En katalysator fungerer ved å endre reaksjonens normale fysiske mekanisme til en ny prosess, som krever mindre aktiveringsenergi. Dette betyr at flere molekyler vil ha den lavere aktiveringsenergien ved en gitt temperatur og vil reagere. Katalysatorer oppnår dette på en rekke måter, selv om en prosess er at katalysatoren skal fungere som en overflate der kjemiske arter absorberes og holdes i en gunstig posisjon for etterfølgende reaksjon.

For reaksjoner som involverer en eller flere faste fase-reaktanter, kan det eksponerte overflatearealet til den faste fasen påvirke hastigheten. Effekten som normalt sees er at jo større overflaten blir utsatt, jo raskere blir hastigheten. Dette skjer fordi en bulkfase ikke har noen konsentrasjon som sådan, og derfor bare kan reagere på den eksponerte overflaten. Et eksempel kan være rusting, eller oksidasjon, av en jernstang, som vil gå raskere hvis mer overflate på stangen blir utsatt.