5 Faktoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen

Die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion ist die Geschwindigkeit, mit der die Umwandlung von Substanzen, die Reagenzien genannt werden, in anderen Substanzen stattfindet, die als Produkte bezeichnet werden. Die Faktoren, die die Geschwindigkeit beeinflussen, können mehrere sein; Art der Reagenzien, Partikelgröße, Aggregatzustand der Substanzen ...

Reagenzien können Atome oder Moleküle sein, die miteinander kollidieren oder kollidieren, wodurch die Verbindungen zwischen ihnen unterbrochen werden. Nach der Pause werden neue Links erstellt und die Produkte werden gebildet.

Wenn mindestens eines der Reagenzien vollständig in der Reaktion verbraucht wird, wobei das Produkt vollständig gebildet wird, wird gesagt, dass die Reaktion vollständig ist und nur in eine Richtung gerichtet ist.

In einigen Fällen kollidieren die gebildeten Produkte erneut und brechen ihre Verbindungen auf, um sich zu reorganisieren und wieder zu Reagenzien zu werden. Dies wird als Rückreaktion bezeichnet.

Beide Reaktionen treten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf, wenn jedoch die Geschwindigkeit der direkten Reaktion gleich der Geschwindigkeit der umgekehrten Reaktion ist, stellt sich ein kinetisches Gleichgewicht ein, was bedeutet, dass die Reaktion im Gleichgewicht ist.

Faktoren, die die Geschwindigkeit einer Reaktion beeinflussen

Jede chemische Reaktion unterliegt einer Reihe von Faktoren, die bewirken, dass ihre Geschwindigkeit schnell oder langsam abläuft. Wir finden Reaktionen, die in Sekunden stattfinden, wie Explosionen und andere, die etwas länger dauern, wie die Oxidation einer Eisenstange, die im Freien ausgesetzt ist.

Diese Faktoren, die die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion beeinflussen, sind:

Größe der Partikel der Substanzen

Es ist auch als Kontaktfläche bekannt. Wenn die Substanzen eine große Kontaktoberfläche haben, dh sie sind sehr kompakt, ist die Reaktion langsamer als wenn die Kontaktoberfläche klein ist.

Ein Beispiel ist die Reaktion von Alka Seltzer in Tabletten- und Alka Seltzer in Pulverform. Alka Seltzer ist eine Mischung aus Acetylsalicylsäure, Natriumbicarbonat, Calciumphosphat und Zitronensäure.

Wenn die Substanzen atomare Spezies sind, haben sie auch eine Variation in ihrer Reaktivität aufgrund der Größe des Atoms und der Anzahl der Elektronen in ihrem letzten Level.

Aus diesem Grund reagiert Natrium (Na) heftig mit Wasser im Vergleich zu Calcium (Ca). In ähnlicher Weise wird Eisen (Fe) durch die Wirkung von Wasserdampf, der in der Umgebungsluft vorhanden ist, leicht oxidiert, verglichen mit Blei (Pb), dessen Reaktion viel langsamer ist.

Ionische Spezies haben eine sehr hohe Reaktivität (niedrige Reaktionsraten) im Vergleich zu ihren neutralen Spezies. Somit ist Mg + 2 reaktiver als Mg.

Physikalischer Zustand von Stoffen

Der Aggregatzustand der Reaktanten beeinflusst ebenfalls die Reaktionsgeschwindigkeit. Im festen Zustand sind die Teilchen (Atome) sehr nahe beieinander, so dass die Beweglichkeit zwischen ihnen sehr klein ist, wobei die Kollisionen sehr langsam sind.

Im flüssigen Zustand sind die Teilchen beweglicher, was die Reaktionen im Vergleich zum festen Zustand beschleunigt.

Im gasförmigen Zustand hat die Reaktion eine viel höhere Geschwindigkeit, dank der großen Trennung zwischen den Teilchen der Reaktanten.

Um die Reaktionsgeschwindigkeit einer Substanz zu erhöhen, kann sie in Wasser gelöst werden, so dass die Moleküle solubilisiert werden und die Mobilität zwischen ihnen zunimmt.

Konzentration der Reagenzien

Die Konzentration einer Substanz bezieht sich auf die Menge an Partikeln (Atome, Ionen oder Moleküle), die sich in einem bestimmten Volumen befinden.

Wenn in einer chemischen Reaktion viele Teilchen vorhanden sind, ist die Anzahl der Kollisionen zwischen ihnen sehr hoch, so dass die Geschwindigkeit der Reaktion hoch ist.

Je höher die Konzentration der Reaktanten ist, desto größer ist die Reaktionsgeschwindigkeit der Bildung der Produkte.

Temperatur

In einem System aus Reagenzien bewegen sich alle Teilchen, die es bilden, entweder schwingend, wie es bei festen Stoffen der Fall ist, oder bewegen sich bei Flüssigkeiten und Gasen.

In beiden Fällen werden Schwingungs-E- und -E-Kinetik beobachtet. Diese Energien sind direkt proportional zu der Temperatur, bei der sich das System befindet.

Durch Erhöhung der Temperatur des Systems erhöhen sich die molekularen Bewegungen der Substanzen.

Die Kollisionen zwischen ihnen werden stärker, genug, damit Bruch und Bindung auftreten und das Hindernis überwinden, das die Aktivierungsenergie Ea darstellt.

Wenn die Systemtemperatur ansteigt, erhöht sich die Reaktivität und die Geschwindigkeit der Reaktion ist daher geringer, daher schneller.

Katalysatoren

Sie sind chemische Substanzen, die eine chemische Reaktion beeinflussen, indem sie entweder die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen oder verringern. Sein Hauptmerkmal ist, dass es nicht an der chemischen Reaktion teilnimmt, was bedeutet, dass es am Ende der Reaktion aus dem System isoliert werden kann.

Ein Beispiel ist die Hydrierung einer organischen Verbindung, die mit Lithiumaluminiumhydrid als Katalysator ungesättigt ist:

CH3-CH = CH-CH3 + H2CH3-C2-CH2-CH3

In einer chemischen Gleichung wird der Katalysator auf den Pfeil gesetzt, der die Richtung der Reaktion anzeigt.

Bei einer chemischen Reaktion kann es vorkommen, dass sich sowohl der Katalysator als auch die Reaktionspartner nicht im gleichen physikalischen Zustand befinden, diese Art von System wird als "heterogen" bezeichnet.

Diese werden Kontaktkatalysatoren genannt. Die "homogenen" Katalysatoren sind solche, die den gleichen physikalischen Zustand der Reaktanten aufweisen und als Transport bezeichnet werden.

Referenzen

1. Levine, I. Physikalische Chemie. vol.2. McGraw-Hill 2004
2. Capparelli, Alberto Luis Grundlegende physikalische Chemie. E-Buch
3. Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio, et.al (2016), Kinetik chemischer Reaktionen. Abgerufen: zaloamati.azc.uam.mx.
4. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Faktoren, die die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion beeinflussen. Wiederhergestellt: thoughco.com.