Хімічні реакції є скрізь навколо вас і всередині вас. На додаток до біохімічних реакцій, які дозволяють перетворити молекули, які ви їсте і дихаєте, на корисну енергію, існують промислові лабораторії в містах по всьому світу, що виробляють хімічні речовини, а також продукцію, яка покладається на хімічні речовини виробництво.
Одним з найважливіших аспектів реакції, крім продукту або продуктів, що виробляються і мають належний запас реагентів, є те, як швидко можна очікувати протікання реакції. Це може вплинути на безпеку, якість продукції та інші результати. Одним із факторів, що впливають на швидкість реакції, який у більшості випадків у лабораторії можна легко змінити, є температури. Вплив температури на швидкість реакції може мати величезний вплив.
Подумайте на мить про те, як може очікуватися, що температура вплине на швидкість реакції, і прочитайте далі, щоб отримати більше розуміння про різні речі, які можуть прискорити або уповільнити хімічні реакції.
Які фактори впливають на рівень реакції?
Вплив температури на швидкість реакції - це лише одна з речей, яка може вплинути на те, як протікає реакція, тобто на те, як швидко будь-які наявні реактиви перетворюються на продукти. Звичайно, багато з цих факторів активні в будь-який час і можуть мати конкуруючі впливи на загальну швидкість даної реакції.
- Концентрація реагенту: Чим концентрованіший розчин, тим швидше швидкість. Для газів підвищення тиску опосередковано надає цей ефект, підвищуючи концентрацію.
- Фізичний стан реагентів: Порошки, опущені в розчин, реагують швидше, ніж тверді шматки, як це роблять таблетки, оскільки вони піддають більшій площі поверхні, щоб реакції могли відбуватися негайно.
- Наявність, тип і концентрація каталізатора або інгібітора: Каталізатор прискорює реакцію, тоді як інгібітори уповільнюють їх.
- Світло: Світло заданої довжини хвилі може пришвидшити деякі реакції.
-
Температура: Більшість реакцій прискорюються із підвищенням температури, і ви ось-ось дізнаєтесь, чому.
Вплив температури на швидкість реакції
Як правило, підвищення температури на 10 ° C подвоює швидкість реакції. Чому підвищення температури може змінити швидкість хімічної реакції?
Якщо ви думаєте, що це пов’язано з тим, що задіяні молекули рухаються швидше, коли температура вище, ви на правильному шляху. Температура насправді є мірою середньої кінетичної енергії молекул, що рухаються.
Молекули в русі, як правило, залишаються в русі, доки не зіткнуться із зовнішньою силою, і коли різні молекули реагенту змішуються між собою, їм мало що натрапляє одна на одну.
Коли температура підвищується, збільшується кількість атомних або молекулярних зіткнень між молекулами. Але зміна швидкості реакції з температурою - це не просто функція температури; натомість підвищення температури насправді впливає на константи швидкості (записані k) реакцій передбачуваним чином.
Що таке теорія зіткнення швидкості реакцій?
Коли молекули стикаються, вони можуть зробити багато справ. Те саме стосується будь-яких двох об'єктів, що стикаються один з одним у реальному світі. Якщо ви їхали наосліп, хоча на стоянці намагаєтеся навмання помістити свою машину на місця для паркування, не дивлячись на лініях на тротуарі ви мали б відносно невеликі шанси на успіх у підбиванні автомобіля належним чином. Але якби ви зробили це швидше, то мали б і більше усього успіху, навіть якщо ваша помилка ставка залишився колишнім.
Це свого роду те, що відбувається, коли молекули реагуючих речовин стикаються. Їм потрібно зіткнутися, щоб бути досить близько один до одного для взаємодії, але хоча ця умова є необхідною, вона недостатня. Молекули також повинні бути в оптимальній орієнтації в просторі, щоб викликати реакцію.
Врешті-решт, вплив температури на швидкість реакції визначається через її вплив на константу швидкості k, яка, в свою чергу, залежить від енергія активації Ea реакції, про яку йдеться. Більш високі температури дадуть змогу більш високій частці молекул досягти цієї мінімальної кінетичної енергії, необхідної для початку реакції.