Hasznos lehet megjósolni, hogy egy tevékenység befolyásolja-e a kémiai reakció előrehaladásának sebességét. Számos tényező befolyásolhatja a kémiai reakció sebességét.
Általában egy olyan tényező, amely növeli a részecskék közötti ütközések számát, növeli a reakció sebességét, és egy olyan tényező, amely csökkenti a részecskék közötti ütközések számát, csökkenti a kémiai reakció mérték.
A reaktorok koncentrációja
A reagensek nagyobb koncentrációja időegységnél hatékonyabb ütközéseket eredményez, ami fokozott reakciósebesség (kivéve a nulla rendű reakciókat.) Hasonlóan, a termékek magasabb koncentrációja általában társul egy alacsonyabb reakciósebesség.
Használja a parciális nyomás gáznemű reagensek koncentrációjának méréseként.
Hőfok
A hőmérséklet emelkedését általában a reakció sebességének növekedése kíséri. A hőmérséklet a kinetikus energia egy rendszerben, tehát a magasabb hőmérséklet magasabb molekuláris kinetikai energiát és több ütközést jelent időegység alatt.
A legtöbb (nem minden) kémiai reakció esetében az az általános szabály, hogy a reakció előrehaladásának sebessége körülbelül megkétszereződik minden hőmérsékleti 10 fokos emelkedésnél. Amint a hőmérséklet eléri egy bizonyos pontot, néhány kémiai anyag megváltozhat (például a proteinek denaturálása) és a
kémiai reakció lelassul vagy leáll.Közepes vagy anyagi állapot
Az a aránya kémiai reakció attól a közegtől függ, amelyben a reakció bekövetkezik. Különbséget okozhat, hogy a közeg vizes vagy szerves; poláris vagy nem poláros; vagy folyékony, szilárd vagy gáznemű.
A folyadékokkal és különösen a szilárd anyagokkal kapcsolatos reakciók a rendelkezésre álló felülettől függenek. Szilárd anyagok esetében a reagensek alakja és mérete nagy különbséget jelent a reakció sebességében.
Katalizátorok és versenyzők jelenléte
katalizátorok (például enzimek) csökkentik a kémiai reakció aktivációs energiáját és növelik a kémiai reakció sebességét anélkül, hogy a folyamatba felveszik.
A katalizátorok úgy működnek, hogy növelik a reaktánsok közötti ütközések gyakoriságát, megváltoztatva a reaktánsok tájolását, így az ütközések hatékonyak, csökkentik az intramolekuláris kötődést a reaktáns molekulákban, vagy az elektron sűrűségét adják a reagenseket. A katalizátor jelenléte segít a reakció gyorsabban haladni az egyensúly eléréséig.
A katalizátorok mellett más vegyi anyagok is befolyásolhatják a reakciót. A hidrogénionok száma (a vizes oldatok pH-ja) megváltoztathatja a reakciósebesség. Más kémiai fajok versenyezhetnek egy reagens vagy megváltoztatott tájolással, kötéssel, elektronsűrűségstb., ezáltal csökkentve a reakció sebességét.
Nyomás
A reakció nyomásának növelése növeli annak valószínűségét, hogy a reagensek kölcsönhatásba lépnek, ezáltal növelik a reakció sebességét. Mint várható lenne, ez a tényező fontos a gázokat érintő reakcióknál, és nem számottevő tényező folyadékokkal és szilárd anyagokkal.
Keverés
A reagensek keverése növeli kölcsönhatásukat, ezáltal növeli a kémiai reakció sebességét.
A tényezők összefoglalása
Az alábbi táblázat összefoglalja azokat a fő tényezőket, amelyek befolyásolják a reakció sebességét. Általában van egy maximális hatás, amely után a tényező megváltoztatása nincs hatással, vagy lelassítja a reakciót. Például, ha egy hőmérséklet egy bizonyos ponton növekszik, akkor a reagensek denaturálódhatnak, vagy pedig teljesen más kémiai reakción menhetnek keresztül.
Tényező | Befolyásolja a reakció sebességét |
hőfok | a hőmérséklet növekedése növeli a reakció sebességét |
nyomás | a nyomás növekedése növeli a reakció sebességét |
koncentráció | oldatban a reagensek mennyiségének növelése növeli a reakció sebességét |
halmazállapot | a gázok könnyebben reagálnak, mint a folyadékok, amelyek könnyebben reagálnak, mint a szilárd anyagok |
katalizátorok | egy katalizátor csökkenti az aktivációs energiát, növelve a reakciósebességet |
keverés | a reagensek keverése javítja a reakció sebességét |