Päť faktorov ovplyvňujúcich reakčné rýchlosti

Rýchlosť reakcie je v chémii veľmi dôležitá, zvlášť keď majú reakcie priemyselný význam. Reakcia, ktorá sa javí ako užitočná, ale prebieha príliš pomaly, nebude z hľadiska výroby produktu užitočná. Napríklad premena diamantu na grafit je podporovaná termodynamikou, ale našťastie prebieha takmer nepostrehnuteľne. Naopak, reakcie, ktoré sa pohybujú príliš rýchlo, môžu byť niekedy nebezpečné. Reakčná rýchlosť je riadená viacerými faktormi, ktoré sa dajú za regulovaných podmienok meniť.

Takmer vo všetkých prípadoch zvýšenie teploty chemikálií zvyšuje rýchlosť ich reakcie. Táto reakcia je spôsobená faktorom známym ako „aktivačná energia„Aktivačná energia na reakciu je minimálna energia, ktorú potrebujú dve molekuly, aby sa zrazili s dostatočnou silou na reakciu. Keď teplota stúpa, molekuly sa pohybujú energickejšie a viac z nich má potrebnú aktivačnú energiu, čo zvyšuje rýchlosť reakcie. Veľmi hrubým pravidlom je, že rýchlosť reakcie sa zdvojnásobuje pri každom zvýšení teploty o 10 stupňov Celzia.

Keď sú chemické reaktanty v rovnakom stave - napríklad sú rozpustené v kvapaline -, koncentrácia reaktantov zvyčajne ovplyvňuje reakčnú rýchlosť. Zvyšovanie koncentrácie jedného alebo viacerých reaktantov normálne zvýši reakčnú rýchlosť do istej miery, pretože bude musieť reagovať viac molekúl za jednotku času. Miera, do akej sa reakcia zrýchľuje, závisí od konkrétneho „poradia“ reakcie. Pri reakciách v plynnej fáze zvýšenie tlaku často zvýši reakčnú rýchlosť podobným spôsobom.

Konkrétne médium použité na zadržanie reakcie môže mať niekedy vplyv na rýchlosť reakcie. Mnoho reakcií prebieha v rozpúšťadle nejakého druhu a rozpúšťadlo môže zvýšiť alebo znížiť reakčnú rýchlosť na základe toho, ako k reakcii dôjde. Reakcie, ktoré zahŕňajú nabitý medziprodukt, môžete urýchliť napríklad použitím vysoko účinnej látky polárne rozpúšťadlo, ako je voda, ktoré stabilizuje tento druh a podporuje jeho tvorbu a následnú tvorbu reakcia.

Katalyzátory pracujú na zvýšení rýchlosti reakcie. Katalyzátor funguje tak, že mení normálny fyzikálny mechanizmus reakcie na nový proces, ktorý si vyžaduje menej aktivačnej energie. To znamená, že pri akejkoľvek danej teplote bude mať viac molekúl nižšiu aktivačnú energiu a bude reagovať. Katalyzátory to dosahujú rôznymi spôsobmi, hoci jedným z procesov je, že katalyzátor pôsobí ako a povrch, kde sú chemické látky absorbované a udržiavané v priaznivej polohe pre následnú reakciu.

Pre reakcie, ktoré zahŕňajú jeden alebo viac reaktantov v tuhej fáze, môže ovplyvnená rýchlosť exponovaný povrch tejto tuhej fázy. Účinok, ktorý sa bežne pozoruje, je, že čím väčšia je exponovaná povrchová plocha, tým rýchlejšia je rýchlosť. K tomu dochádza, pretože objemová fáza nemá žiadnu koncentráciu ako takú, a preto môže reagovať iba na exponovanom povrchu. Príkladom môže byť hrdzavenie alebo oxidácia železnej tyče, ktorá bude postupovať rýchlejšie, ak je vystavená väčšia plocha tyče.