5 Factorii care afectează viteza de reacție

Viteza unei reacții chimice este viteza la care transformarea substanțelor numite reactivi apare în alte substanțe numite produse. Factorii care afectează viteza pot fi mai mulți; natura reactivilor, mărimea particulelor, starea fizică a substanțelor ...

Reactivii pot fi atomi sau molecule care se ciocnesc sau se ciocnesc unul cu celălalt, provocând o ruptură a legăturilor dintre ele. După rupere, se creează noi linkuri și se formează produsele.

Dacă cel puțin unul dintre reactivi este consumat în totalitate în reacție, formând complet produsul, se spune că reacția este completă și direcționată într-o singură direcție.

În unele cazuri, produsele formate se ciocnesc din nou și le rupe legăturile pentru a reorganiza și a deveni reactivi din nou. Aceasta se numește reacție inversă.

Ambele reacții apar la rate diferite, cu toate acestea, atunci când viteza reacției forward este egal cu viteza reacției inverse, un echilibru cinetică este stabilit, ceea ce înseamnă că reacția este în echilibru.

Factorii care afectează viteza unei reacții

Fiecare reacție chimică este supusă unei serii de factori care determină trecerea rapidă sau lentă a vitezei acesteia. Găsim reacții care se întâmplă în câteva secunde, cum ar fi explozii, și altele care durează puțin mai mult, cum ar fi oxidarea unei tije de fier pusă în aer liber.

Acești factori care afectează viteza unei reacții chimice sunt:

Dimensiunea particulelor substanțelor

Este, de asemenea, cunoscut ca o suprafață de contact. Dacă substanțele au o suprafață mare de contact, adică sunt foarte compacte, reacția este mai lentă decât atunci când suprafața de contact este mică.

Un exemplu este reacția agentului Alka seltzer în comprimat și Alka seltzer în pulbere. Alka Seltzer este un amestec de acid acetilsalicilic, cu bicarbonat de sodiu, fosfat de calciu și acid citric.

Dacă substanțele sunt specii atomice, ele au și o variație a reactivității datorită mărimii atomului și a numărului de electroni din ultimul lor nivel.

Din acest motiv, sodiul (Na) reacționează violent cu apa în comparație cu calciu (Ca). De asemenea, fierul (Fe) este ușor oxidat prin acțiunea vaporilor de apă prezenți în aerul ambiental, comparativ cu plumbul (Pb) a cărui reacție este mult mai lentă.

Speciile ionice au o reactivitate foarte mare (rate scăzute de reacție), comparativ cu speciile lor neutre. Astfel, Mg + 2 este mai reactiv decât Mg.

Starea fizică a substanțelor

Starea de agregare a reactanților influențează de asemenea rata de reacție. În stare solidă, particulele (atomii) sunt foarte apropiate unul de altul, astfel încât mobilitatea între ele este foarte mică, ciocnirea fiind foarte lentă.

În stare lichidă, particulele au mai multă mobilitate, ceea ce face ca reacțiile să fie mai rapide în comparație cu starea solidă.

În stare gazoasă, reacția are o viteză mult mai mare, datorită unei mari separări între particulele reactanților.

Pentru a crește rata de reacție a unei substanțe, ea poate fi dizolvată în apă, astfel încât moleculele să fie solubilizate și mobilitatea între ele să crească.

Concentrația reactivilor

Concentrația unei substanțe se referă la cantitatea de particule (atomi, ioni sau molecule) care se află într-un volum dat.

Într-o reacție chimică, dacă există o mulțime de particule, numărul de coliziuni dintre ele va fi foarte mare, deci viteza reacției va fi mare.

Cu cât este mai mare concentrația reactanților, cu atât mai mare va fi viteza de reacție a formării produselor.

temperatură

Într-un sistem reactiv constând din toate particulele care constituie ele sunt în mișcare, fie vibratoare, ca și în solidele sau scroll în cazul lichidelor și gazelor.

În ambele cazuri, se observă respectiv cinerea vibrațională E și E. Aceste energii sunt direct proporționale cu temperatura la care este localizat sistemul.

Prin creșterea temperaturii sistemului, mișcările moleculare ale substanțelor cresc.

Coliziunea dintre ele devine din ce în ce mai puternică, suficientă pentru ruperea și îmbinarea, depășind obstacolul care constituie energia de activare Ea.

Pe măsură ce temperatura sistemului crește, reactivitatea crește și viteza reacției este mai mică, prin urmare, mai rapidă.

catalizatorii

Sunt substanțe chimice care influențează reacția chimică, fie prin creșterea vitezei de reacție, fie prin scăderea acesteia. Caracteristica sa principală este că nu participă la reacția chimică, ceea ce înseamnă că la sfârșitul reacției poate fi izolată din sistem.

Un exemplu este hidrogenarea unui compus organic nesaturat cu hidrură de litiu aluminiu ca catalizator:

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

Într-o ecuație chimică, catalizatorul este plasat pe vârful săgeții care indică direcția reacției.

Într-o reacție chimică se poate întâmpla ca atât catalizatorul cât și reactanții să nu fie în aceeași stare fizică, acest tip de sistem este cunoscut ca "eterogen".

Acestea se numesc catalizatori de contact. Catalizatorii "omogeni" sunt aceia care au aceeași stare fizică a reactanților și se numesc transport.

referințe

1. Levine, I. Fizicochimie. vol.2. McGraw-Hill 2004
2. Capparelli, Alberto Luis Chimie fizică de bază. E-Book.
3. Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio, et.al (2016), Kinetica reacțiilor chimice. Adus: zaloamati.azc.uam.mx.
4. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Factorii care afectează rata unei reacții chimice. Recuperat: thoughtco.com.