สี่วิธีในการเร่งปฏิกิริยาเคมี

ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลของสารตั้งต้นชนกันในสภาพแวดล้อมที่ทำปฏิกิริยา อัตราการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับอัตราการชนกันของโมเลกุล และอัตราการชนกันขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้เพื่อเปลี่ยนอัตราการเกิดปฏิกิริยา อัตราการเกิดปฏิกิริยาสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการกระทำของปัจจัยเหล่านี้อย่างน้อยหนึ่งอย่าง

ตัวเร่งปฏิกิริยาคือสารที่สามารถเปลี่ยนแปลงอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี สามารถใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีได้สำเร็จ นอกจากนี้ ตัวเร่งปฏิกิริยามีลักษณะเฉพาะตัว เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยาทำงานเฉพาะกับปฏิกิริยาบางอย่างเท่านั้น ตัวเร่งปฏิกิริยาจะไม่ถูกใช้ในปฏิกิริยา และจะไม่เปลี่ยนแปลงผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่น การสลายตัวของโพแทสเซียมคลอเรตเริ่มต้นที่ 392 องศาฟาเรนไฮต์โดยมีแมงกานีสไดออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา มิฉะนั้น ในกรณีที่ไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยานี้เป็นกระบวนการที่ช้า ซึ่งเริ่มต้นที่ 715 องศาฟาเรนไฮต์

สำหรับปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่ อุณหภูมิจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ดังนั้นการเพิ่มอุณหภูมิจะเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาในระดับหนึ่ง แต่จำเป็นต้องมีความระมัดระวังในขณะที่เพิ่มอุณหภูมิของปฏิกิริยาเพื่อหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุ ตัวอย่างเช่น การละลายของน้ำตาลในน้ำจะเกิดขึ้นเร็วขึ้นเมื่อน้ำร้อนเมื่อเทียบกับอัตราการละลายในน้ำเย็น อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มพลังงานของโมเลกุลของสารตั้งต้น ทำให้เคลื่อนที่เร็วขึ้นและไวต่อการชนกันมากขึ้น ซึ่งเป็นการเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา

ความเข้มข้นของสารตั้งต้นยังมีบทบาทสำคัญในการกำหนดอัตราของปฏิกิริยาเคมี ตามทฤษฎีการชนกัน สำหรับปฏิกิริยาส่วนใหญ่ การเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้นจะช่วยเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา เมื่อมีโมเลกุลของสารตั้งต้นมากขึ้น จะเกิดการชนกันมากขึ้น ทำให้อัตราโดยรวมของปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นในสภาวะเดียวกัน ในกรณีของก๊าซ ความเข้มข้นของสารตั้งต้นสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเพิ่มความดันของสภาพแวดล้อมที่ทำปฏิกิริยาเพื่อให้โมเลกุลของสารตั้งต้นเดียวกันมีความเข้มข้นมากขึ้น

การเพิ่มพื้นที่ผิวของสารตั้งต้นจะเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา พื้นที่ผิวที่มากขึ้นหมายถึงการชนกันของโมเลกุลของสารตั้งต้นและอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่เพิ่มขึ้น สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อสารตั้งต้นทำปฏิกิริยาในรูปผง ตัวอย่างเช่น น้ำตาลผงละลายในน้ำได้เร็วกว่าน้ำตาลก้อนหนึ่ง นอกจากนี้ ในกรณีของการเผาไหม้ ปฏิกิริยาจะเร็วมากเมื่อเชื้อเพลิงอยู่ในรูปของอนุภาคละเอียดหรือในรูปของผง