Cum afectează temperatura viteza de reacție?

Reacțiile chimice sunt peste tot în jurul tău și în interiorul tău. Pe lângă reacțiile biochimice care vă permit să transformați moleculele pe care le consumați și să respirați în energie utilizabilă, există laboratoare industriale din orașe din întreaga lume producătoare de produse chimice, precum și produse care se bazează pe produse chimice pentru acestea fabricare.

Unul dintre cele mai importante aspecte ale unei reacții, în plus față de produsul sau produsele produse și care au o cantitate adecvată de reactanți, este cât de repede se poate aștepta să se desfășoare o reacție. Acest lucru poate avea un impact asupra siguranței, calității produsului și a altor rezultate. Unul dintre factorii care afectează ratele de reacție care pot fi modificate cu ușurință în majoritatea cazurilor în laborator este temperatura. Efectul temperaturii asupra vitezei de reacție poate avea un impact extraordinar.

Gândiți-vă o clipă la modul în care s-ar putea aștepta ca temperatura să aibă un impact asupra ratelor de reacție și citiți mai departe pentru mai multe informații despre diferitele lucruri care pot accelera sau încetini reacțiile chimice.

Efectul temperaturii asupra vitezei de reacție este doar unul dintre lucrurile care pot afecta modul în care se desfășoară o reacție, adică cât de repede orice reactanți prezenți se transformă în produse. Desigur, mulți dintre acești factori sunt activi în orice moment și pot avea influențe concurente asupra ratei globale a unei reacții date.

• Concentrația reactantului: Cu cât soluția este mai concentrată, cu atât viteza este mai mare. Pentru gaze, creșterea presiunii indirect are acest efect prin creșterea concentrației.
• Starea fizică a reactanților: Pulberile aruncate în soluție reacționează mai repede decât bucățile solide, așa cum fac tabletele, deoarece expun o suprafață mai mare pentru ca reacțiile să apară imediat.
• Prezența, tipul și concentrația unui catalizator sau inhibitor: Un catalizator accelerează reacția, în timp ce inhibitorii le încetinesc.
• Ușoară: Lumina unei anumite lungimi de undă poate accelera unele reacții.
• Temperatura: Majoritatea reacțiilor se accelerează odată cu creșterea temperaturii și sunteți pe cale să aflați de ce.
  

De regulă, o creștere a temperaturii de 10 ° C dublează viteza de reacție. De ce creșterea temperaturii ar putea modifica viteza unei reacții chimice?

Dacă te gândești că moleculele implicate se mișcă mai repede atunci când temperatura este mai mare, ești pe drumul cel bun. Temperatura este de fapt o măsură a energiei cinetice medii a moleculelor în mișcare.

Moleculele în mișcare tind să rămână în mișcare până când întâlnesc o forță externă și, atunci când diferite molecule reactante sunt amestecate, ele au puțin de întâlnit în afară de ele.

Când temperatura crește, crește cantitatea de coliziuni atomice sau moleculare între molecule. Dar schimbarea vitezei de reacție cu temperatura nu este doar o funcție a temperaturii; în schimb, creșterile de temperatură afectează de fapt constantele de viteză (scrise k) ale reacțiilor într-un mod previzibil.

Când moleculele se ciocnesc, ele pot face o serie de lucruri. Același lucru este valabil pentru orice două obiecte care se întâlnesc în lumea reală. Dacă ați condus orbește, totuși, o parcare care încearcă să vă încadreze mașina la întâmplare în locuri de parcare fără a privi la liniile de pe trotuar, veți avea o șansă relativ mică de succes de a alinia vehiculul corect. Dar dacă ai face acest lucru mai repede, ai avea mai mult total reușite chiar dacă eroarea ta rată a rămas la fel.

Acesta este un fel de ceea ce se întâmplă atunci când moleculele reactante se ciocnesc. Ei trebuie să se ciocnească pentru a fi suficient de apropiați pentru a interacționa, dar, deși această condiție este necesară, nu este suficientă. De asemenea, moleculele trebuie să fie într-o orientare optimă în spațiu pentru a declanșa o reacție.

În cele din urmă, efectul temperaturii asupra vitezei de reacție este determinat prin efectul său asupra constantei de viteză k, care la rândul său depinde de energie de activare E_A a reacției în cauză. La temperaturi mai ridicate, o fracțiune mai mare de molecule va atinge această energie cinetică minimă necesară pentru a începe reacția.