Скорость реакции - очень важный фактор в химии, особенно когда реакции имеют промышленное значение. Реакция, которая кажется полезной, но протекает слишком медленно, не поможет в создании продукта. Превращение алмаза в графит, например, приветствуется термодинамикой, но, к счастью, происходит почти незаметно. И наоборот, слишком быстрые реакции иногда могут стать опасными. Скорость реакции контролируется множеством факторов, каждый из которых может варьироваться в контролируемых условиях.
Температура
Практически в большинстве случаев повышение температуры химикатов увеличивает скорость их реакции. Эта реакция вызвана фактором, известным как "энергия активации. »Энергия активации реакции - это минимальная энергия, необходимая двум молекулам для столкновения с достаточной силой для реакции. С повышением температуры молекулы движутся более энергично, и большее их количество имеет необходимую энергию активации, что увеличивает скорость реакции. Очень грубое практическое правило состоит в том, что скорость реакции удваивается на каждые 10 градусов Цельсия повышения температуры.
Концентрация и давление
Когда химические реагенты находятся в одном и том же состоянии - например, оба растворены в жидкости, - концентрация реагентов обычно влияет на скорость реакции. Увеличение концентрации одного или нескольких реагентов обычно в некоторой степени увеличивает скорость реакции, поскольку в единицу времени будет реагировать больше молекул. Степень ускорения реакции зависит от конкретного «порядка» реакции. В газофазных реакциях повышение давления часто приводит к увеличению скорости реакции аналогичным образом.
Середина
Конкретная среда, используемая для проведения реакции, иногда может влиять на скорость реакции. Многие реакции происходят в каком-либо растворителе, и растворитель может увеличивать или уменьшать скорость реакции в зависимости от того, как происходит реакция. Вы можете ускорить реакции, в которых участвуют заряженные промежуточные частицы, например, используя высокоэффективный полярный растворитель, такой как вода, который стабилизирует этот вид и способствует его образованию и последующему реакция.
Катализаторы
Катализаторы увеличивают скорость реакции. Катализатор работает, изменяя обычный физический механизм реакции на новый процесс, который требует меньше энергии активации. Это означает, что при любой заданной температуре большее количество молекул будет обладать меньшей энергией активации и вступить в реакцию. Катализаторы достигают этого различными способами, хотя один из них заключается в том, чтобы катализатор действовал как поверхность, на которой химические вещества абсорбируются и удерживаются в удобном месте для последующей реакции.
Площадь поверхности
Для реакций, в которых участвует один или несколько реагентов твердой, объемной фазы, открытая площадь поверхности этой твердой фазы может влиять на скорость. Обычно наблюдается эффект, заключающийся в том, что чем больше открытая площадь поверхности, тем выше скорость. Это происходит потому, что объемная фаза как таковая не имеет концентрации и может реагировать только на открытой поверхности. Примером может служить ржавление или окисление железного стержня, которое будет происходить быстрее, если будет обнажена большая площадь поверхности стержня.