Påverkar reaktanternas massa hastigheten för kemisk reaktion?

Hastigheten för en kemisk reaktion avser hastigheten med vilken reaktanter omvandlas till produkter, de ämnen som bildas från reaktionen. Kollisionsteori förklarar att kemiska reaktioner uppträder i olika takt genom att föreslå att för att en reaktion ska kunna fortsätta, det måste finnas tillräckligt med energi i systemet för att reaktantpartiklarna ska kollidera, bryta kemiska bindningar och bilda slutprodukten. Massan av reaktantpartiklarna bestämmer mängden yta som exponeras för eventuella kollisioner.

Flera faktorer, inklusive massan och koncentrationen av tillgängliga partiklar för att reagera, påverkar hastigheten för en kemisk reaktion. Allt som påverkar antalet kollisioner mellan partiklar påverkar också reaktionshastigheten. Mindre reaktantpartiklar med mindre massa ökar risken för kollisioner, vilket ökar reaktionshastigheten. En massiv komplex molekyl med avlägsna reaktiva platser kommer att reagera långsamt, oavsett hur många kollisioner som sker. Detta resulterar i en långsam reaktionshastighet. En reaktion som involverar mindre massiva partiklar med mer ytarea för kollisioner kommer att fortgå snabbare.

Koncentrationen av reaktanterna bestämmer reaktionens hastighet. I enkla reaktioner accelererar en ökning av koncentrationen av reaktanter reaktionen. Ju fler kollisioner över tiden desto snabbare kan reaktionen gå framåt. De små partiklarna har mindre massa och mer ytarea tillgänglig för kollisioner med andra partiklar. Men i andra mer komplexa reaktionsmekanismer kan detta inte alltid vara sant. Detta observeras ofta i reaktioner som involverar stora proteinmolekyler med stora massor och invecklade strukturer med reaktionsställen begravda djupt inuti dem som inte lätt kan nås av kollision partiklar.

Uppvärmning ger mer kinetisk energi i reaktionen, vilket gör att partiklarna rör sig snabbare så att fler kollisioner uppstår och reaktionshastigheten ökar. Det tar mindre värme för att ge mindre partiklar med mindre massa energi, men det kan få negativa resultat med stora massiva molekyler, såsom proteiner. För mycket värme kan denaturera proteiner genom att deras strukturer absorberar energi och bryter bindningarna som håller sektionerna av molekylerna samman.

Om en av reaktanterna är en fast substans kommer reaktionen att gå snabbare om den males till ett pulver eller bryts isär. Detta ökar sin yta och exponerar fler små partiklar med en mindre massa men en större ytarea för de andra reaktanterna i reaktionen. Chanserna för partikelkollisioner ökar när reaktionshastigheten ökar.

En graf som plottar tiden mot den totala mängden producerad produkt visar att kemiska reaktioner vanligtvis börjar i en snabb hastighet när reaktantkoncentrationerna är störst och gradvis avtar när reaktanterna är utarmat. När linjen når en platå och blir horisontell har reaktionen avslutats.