Cinci factori care afectează ratele de reacție

Viteza unei reacții este un aspect foarte important în chimie, în special atunci când reacțiile au importanță industrială. O reacție care pare utilă, dar care se desfășoară prea încet, nu va fi utilă în ceea ce privește realizarea unui produs. Conversia diamantului în grafit, de exemplu, este favorizată de termodinamică, dar, din fericire, are loc aproape imperceptibil. În schimb, reacțiile care se mișcă prea repede pot deveni uneori periculoase. Rata de reacție este controlată de mai mulți factori, toți putând fi variați în condiții controlate.

Aproape foarte aproape, creșterea temperaturii substanțelor chimice crește viteza de reacție a acestora. Această reacție se datorează unui factor cunoscut sub numele de „energie activatoare"Energia de activare pentru o reacție este energia minimă de care au nevoie două molecule pentru a se ciocni împreună cu suficientă forță pentru a reacționa. Pe măsură ce temperatura crește, moleculele se mișcă mai puternic și mai multe dintre ele au energia de activare necesară, crescând viteza de reacție. O regulă foarte dură este că viteza unei reacții se dublează la fiecare creștere a temperaturii de 10 grade Celsius.

Când reactanții chimici sunt în aceeași stare - ambii dizolvați într-un lichid, de exemplu - concentrația reactanților afectează de obicei viteza de reacție. Creșterea concentrației unuia sau mai multor reactanți va crește în mod normal viteza de reacție într-o anumită măsură, deoarece vor exista mai multe molecule care să reacționeze pe unitate de timp. Gradul în care reacția se accelerează depinde de „ordinea” particulară a reacției. În reacțiile în fază gazoasă, creșterea presiunii va crește adesea viteza de reacție într-un mod similar.

Mediul particular utilizat pentru a conține reacția poate avea uneori un efect asupra vitezei de reacție. Multe reacții au loc într-un solvent de un fel, iar solventul poate crește sau reduce viteza de reacție, pe baza modului în care apare reacția. Puteți accelera reacțiile care implică o specie intermediară încărcată, de exemplu, utilizând un alt solvent polar, cum ar fi apa, care stabilizează acea specie și promovează formarea acesteia și ulterioară reacţie.

Catalizatorii lucrează pentru a crește rata unei reacții. Un catalizator funcționează prin schimbarea mecanismului fizic normal al reacției la un nou proces, care necesită mai puțină energie de activare. Aceasta înseamnă că la orice temperatură dată, mai multe molecule vor avea acea energie de activare mai mică și vor reacționa. Catalizatorii realizează acest lucru într-o varietate de moduri, deși un proces este ca catalizatorul să acționeze ca un suprafață în care speciile chimice sunt absorbite și menținute într-o poziție favorabilă pentru reacția ulterioară.

Pentru reacțiile care implică unul sau mai mulți reactanți solizi, în fază masivă, suprafața expusă a acelei faze solide poate afecta rata. Efectul observat în mod normal este că, cu cât suprafața expusă este mai mare, cu atât rata este mai mare. Acest lucru se întâmplă deoarece o fază în vrac nu are concentrație ca atare și, prin urmare, poate reacționa doar la suprafața expusă. Un exemplu ar fi ruginirea sau oxidarea unei bare de fier, care va continua mai repede dacă este expusă o suprafață mai mare a barei.