5 Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden

De snelheid van een chemische reactie is de snelheid waarmee de omzetting van stoffen die reagentia worden genoemd, voorkomt in andere stoffen die producten worden genoemd. De factoren die de snelheid beïnvloeden, kunnen verschillende zijn; aard van de reagentia, deeltjesgrootte, fysische toestand van de stoffen ...

Reagentia kunnen atomen of moleculen zijn die botsen of tegen elkaar botsen, waardoor de verbindingen tussen hen worden verbroken. Na de pauze worden nieuwe koppelingen gemaakt en producten gevormd. 

Als ten minste één van de reagentia volledig is verbruikt in de reactie, waarbij het product volledig wordt gevormd, wordt gezegd dat de reactie volledig is en in slechts één richting wordt gericht..

In sommige gevallen botsen de gevormde producten opnieuw opnieuw en breken hun koppelingen om opnieuw te reorganiseren en worden opnieuw reagentia. Dit wordt omgekeerde reactie genoemd.

Beide reacties plaatsvinden op verschillende snelheden, maar wanneer de snelheid van de voorwaartse reactie is gelijk aan de snelheid van de omgekeerde reactie, is een kinetisch evenwicht ingesteld, waardoor de reactie in evenwicht.

Factoren die de snelheid van een reactie beïnvloeden

Elke chemische reactie is onderhevig aan een reeks factoren, die ervoor zorgen dat de snelheid van hetzelfde snel of langzaam wordt doorgegeven. We vinden reacties die in seconden gebeuren, zoals explosies, en andere die iets langer duren, zoals de oxidatie van een ijzeren staaf die in de open lucht wordt uitgezet.

Deze factoren die de snelheid van een chemische reactie beïnvloeden zijn:

Grootte van de deeltjes van de stoffen

Het is ook bekend als een contactoppervlak. Als de stoffen een groot contactoppervlak hebben, dat wil zeggen dat ze zeer compact zijn, is de reactie langzamer dan wanneer het contactoppervlak klein is.

Een voorbeeld is de reactie van Alka seltzer in tablet en Alka seltzer in poeder. De Alka seltzer is een mengsel van acetylsalicylzuur, met natriumbicarbonaat, calciumfosfaat en citroenzuur.

Als de stoffen atomaire soorten zijn, hebben ze ook een variatie in hun reactiviteit vanwege de grootte van het atoom en de hoeveelheid elektronen in hun laatste niveau.

Hierdoor reageert natrium (Na) heftig met water in vergelijking met calcium (Ca). Op dezelfde manier wordt ijzer (Fe) gemakkelijk geoxideerd door de inwerking van waterdamp die in de omgevingslucht aanwezig is, in vergelijking met lood (Pb), waarvan de reactie veel trager is.

Ionische soorten hebben een zeer hoge reactiviteit (lage reactiesnelheden) in vergelijking met hun neutrale soort. Mg + 2 is dus reactiever dan Mg.

Fysische toestand van stoffen

De aggregatietoestand van de reactanten beïnvloedt ook de reactiesnelheid. In de vaste toestand bevinden de deeltjes (atomen) zich heel dicht bij elkaar, dus de mobiliteit daartussen is erg laag, met zeer langzame botsingen.

In de vloeibare toestand hebben de deeltjes meer mobiliteit, wat de reacties sneller maakt vergeleken met de vaste toestand.

In gasvormige toestand heeft de reactie een veel hogere snelheid, dankzij de grote scheiding tussen de deeltjes van de reactanten.

Om de reactiesnelheid van een stof te verhogen, kan het in water worden opgelost, op een zodanige manier dat de moleculen oplossen en de mobiliteit daartussen vergroten..

Concentratie van de reagentia

De concentratie van een stof verwijst naar de hoeveelheid deeltjes (atomen, ionen of moleculen) die in een bepaald volume worden aangetroffen.

In een chemische reactie, als er veel deeltjes zijn, zal het aantal botsingen daartussen erg hoog zijn, dus de reactiesnelheid zal hoog zijn.

Hoe hoger de concentratie van de reactanten, hoe groter de reactiesnelheid van de vorming van de producten zal zijn.

temperatuur

In een systeem dat bestaat uit reagentia, zijn alle deeltjes waaruit het bestaat in beweging, ofwel trillen, zoals het gebeurt in vaste stoffen, of bewegen in het geval van vloeistoffen en gassen.

In beide gevallen worden respectievelijke vibrationele E- en E-kinetische waargenomen. Deze energieën zijn recht evenredig met de temperatuur waarop het systeem zich bevindt.

Door de temperatuur van het systeem te verhogen, nemen de moleculaire bewegingen van de stoffen toe.

De botsingen daartussen worden sterker, genoeg om breuk en binding te voorkomen, het overwinnen van het obstakel dat de activeringsenergie Ea vormt.

Bij verhoging van de temperatuur van het systeem neemt de reactiviteit toe en is de snelheid van de reactie daarom minder snel.

katalysatoren

Het zijn chemische stoffen die een chemische reactie beïnvloeden, ofwel door de reactiesnelheid te verhogen of door deze te verlagen. Het belangrijkste kenmerk is dat het niet deelneemt aan de chemische reactie, wat betekent dat het aan het einde van de reactie kan worden geïsoleerd van het systeem.

Een voorbeeld is de hydrogenering van een organische verbinding onverzadigd met lithiumaluminiumhydride als katalysator:

CH3 - CH = CH - CH3 + H2 CH3 - C2 - CH2 - CH3

In een chemische vergelijking wordt de katalysator bovenop de pijl geplaatst die de richting van de reactie aangeeft.

In een chemische reactie kan het gebeuren dat zowel de katalysator als de reactanten zich niet in dezelfde fysieke staat bevinden, dit type systeem staat bekend als "heterogeen".

Dit worden contactkatalysatoren genoemd. De "homogene" katalysatoren zijn die katalysatoren die dezelfde fysische toestand van de reactanten hebben en die transport worden genoemd.

referenties

1. Levine, I. Physicochemistry. vol.2. McGraw-Hill 2004
2. Capparelli, Alberto Luis Fysische basischemie. E-Book.
3. Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio, et.al (2016). Kinetiek van chemische reacties. Hersteld: zaloamati.azc.uam.mx.
4. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Factoren die de snelheid van een chemische reactie beïnvloeden. Hersteld: thoughtco.com.