Cinco fatores que afetam as taxas de reação

A taxa de uma reação é uma consideração muito importante em química, particularmente quando as reações têm importância industrial. Uma reação que parece útil, mas ocorre muito lentamente, não será útil em termos de fabricação de um produto. A conversão de diamante em grafite, por exemplo, é favorecida pela termodinâmica, mas felizmente ocorre de forma quase imperceptível. Por outro lado, as reações que ocorrem muito rapidamente às vezes podem se tornar perigosas. A taxa de reação é controlada por vários fatores, todos os quais podem ser variados sob condições controladas.

Quase sempre, o aumento da temperatura dos produtos químicos aumenta a taxa de sua reação. Esta reação é devida a um fator conhecido como "energia de ativação. "A energia de ativação de uma reação é a energia mínima de que duas moléculas precisam para colidir com força suficiente para reagir. À medida que a temperatura sobe, as moléculas se movem com mais vigor e mais delas têm a energia de ativação necessária, aumentando a taxa de reação. Uma regra muito simples é que a taxa de uma reação dobra para cada aumento de 10 graus Celsius na temperatura.

Quando os reagentes químicos estão no mesmo estado - ambos dissolvidos em um líquido, por exemplo - a concentração dos reagentes normalmente afeta a taxa de reação. Aumentar a concentração de um ou mais reagentes normalmente aumentará a taxa de reação em algum grau, uma vez que haverá mais moléculas para reagir por unidade de tempo. O grau em que a reação acelera depende da "ordem" particular da reação. Em reações de fase gasosa, o aumento da pressão freqüentemente aumentará a taxa de reação de maneira semelhante.

O meio específico usado para conter a reação pode às vezes ter um efeito na taxa de reação. Muitas reações ocorrem em algum tipo de solvente, e o solvente pode aumentar ou diminuir a taxa de reação, com base em como a reação ocorre. Você pode acelerar reações que envolvem uma espécie intermediária carregada, por exemplo, usando um altamente solvente polar, como a água, que estabiliza essa espécie e promove sua formação e posterior reação.

Os catalisadores trabalham para aumentar a taxa de uma reação. Um catalisador funciona mudando o mecanismo físico normal da reação para um novo processo, que requer menos energia de ativação. Isso significa que, em qualquer temperatura, mais moléculas possuirão essa energia de ativação mais baixa e reagirão. Os catalisadores realizam isso de várias maneiras, embora um processo seja para o catalisador atuar como um superfície onde as espécies químicas são absorvidas e mantidas em uma posição favorável para a reação subsequente.

Para reações que envolvem um ou mais reagentes de fase sólida, a área de superfície exposta dessa fase sólida pode afetar a taxa. O efeito normalmente visto é que quanto maior a área de superfície exposta, mais rápida é a taxa. Isso ocorre porque uma fase em massa não tem concentração como tal e, portanto, só pode reagir na superfície exposta. Um exemplo seria a ferrugem, ou oxidação, de uma barra de ferro, que ocorrerá mais rapidamente se mais área de superfície da barra for exposta.