Химические реакции происходят повсюду вокруг вас и внутри вас. Помимо биохимических реакций, которые позволяют преобразовывать молекулы, которые вы едите и вдыхаете, в полезную энергию, существуют промышленные лаборатории в городах по всему миру, производящие химикаты, а также продукты, которые используют химические вещества для производство.
Одним из наиболее важных аспектов реакции, помимо производимого продукта или продуктов и наличия надлежащего количества реагентов, является то, насколько быстро реакция может протекать. Это может повлиять на безопасность, качество продукции и другие результаты. Одним из факторов, влияющих на скорость реакции, который можно легко изменить в большинстве случаев в лаборатории, является: температура. Влияние температуры на скорость реакции может иметь огромное влияние.
Подумайте на мгновение о том, как температура может повлиять на скорость реакции, и читайте дальше, чтобы получить больше информации о различных вещах, которые могут ускорить или замедлить химические реакции.
Какие факторы влияют на скорость реакции?
Влияние температуры на скорость реакции - это лишь один из факторов, который может повлиять на протекание реакции, то есть на то, как быстро присутствующие реагенты превращаются в продукты. Конечно, многие из этих факторов действуют постоянно и могут иметь конкурирующее влияние на общую скорость данной реакции.
- Концентрация реагента: Чем более концентрированный раствор, тем быстрее скорость. Для газов повышение давления косвенно оказывает этот эффект за счет повышения концентрации.
- Физическое состояние реагентов: Порошки, упавшие в раствор, реагируют быстрее, чем твердые куски, такие как таблетки, потому что они открывают большую площадь поверхности для немедленного протекания реакции.
- Наличие, тип и концентрация катализатора или ингибитора: Катализатор ускоряет реакцию, а ингибитор замедляет ее.
- Свет: Свет определенной длины волны может ускорить некоторые реакции.
-
Температура: Большинство реакций ускоряются с повышением температуры, и вы скоро узнаете почему.
Влияние температуры на скорость реакции
Как показывает практика, повышение температуры на 10 ° C удваивает скорость реакции. Почему повышение температуры может изменить скорость химической реакции?
Если вы думаете, что это связано с тем, что вовлеченные в процесс молекулы движутся быстрее при более высокой температуре, вы на правильном пути. Температура на самом деле является мерой средней кинетической энергии движущихся молекул.
Движущиеся молекулы стремятся оставаться в движении до тех пор, пока не столкнутся с внешней силой, а когда различные молекулы реагентов смешиваются вместе, им не с чем столкнуться, кроме друг друга.
Когда температура увеличивается, количество атомных или молекулярных столкновений между молекулами увеличивается. Но изменение скорости реакции с температурой - это не только функция температуры; вместо этого повышение температуры на самом деле предсказуемым образом влияет на константы скорости (обозначаемые буквой k).
Что такое коллизионная теория скоростей реакции?
Когда молекулы сталкиваются, они могут делать несколько вещей. То же самое верно и для любых двух объектов, сталкивающихся друг с другом в реальном мире. Если вы вслепую проезжали по парковке, пытаясь наугад разместить свою машину на парковочных местах, не глядя на линиях на тротуаре у вас будет относительно небольшой шанс на успех выровнять автомобиль должным образом. Но если бы вы сделали это быстрее, у вас было бы больше общее успехов, даже если ваша ошибка показатель остался прежним.
Это своего рода то, что происходит при столкновении молекул реагентов. Им необходимо столкнуться, чтобы быть достаточно близко друг к другу для взаимодействия, но хотя это условие необходимо, этого недостаточно. Молекулы также должны быть в оптимальной ориентации в пространстве, чтобы вызвать реакцию.
В конце концов, влияние температуры на скорость реакции определяется через ее влияние на константу скорости k, которая, в свою очередь, зависит от энергия активации Eа рассматриваемой реакции. При более высоких температурах большая часть молекул достигнет минимальной кинетической энергии, необходимой для начала реакции.