Περιεχόμενο
Ο ρυθμός αντίδρασης είναι ένα πολύ σημαντικό θέμα στη χημεία, ιδιαίτερα όταν οι αντιδράσεις έχουν βιομηχανική σημασία. Μια αντίδραση που φαίνεται χρήσιμη, αλλά προχωρά πολύ αργά δεν πρόκειται να είναι χρήσιμη από την άποψη της κατασκευής ενός προϊόντος. Η μετατροπή του διαμαντιού σε γραφίτη, για παράδειγμα, ευνοείται από τη θερμοδυναμική, αλλά ευτυχώς προχωρεί σχεδόν ανεπαίσθητα. Αντίθετα, οι αντιδράσεις που κινούνται πολύ γρήγορα μπορούν μερικές φορές να γίνουν επικίνδυνες. Ο ρυθμός αντίδρασης ελέγχεται από πολλούς παράγοντες, οι οποίοι μπορούν να ποικίλουν υπό ελεγχόμενες συνθήκες.
Θερμοκρασία
Σε σχεδόν μια περίπτωση, η αύξηση της θερμοκρασίας των χημικών ουσιών αυξάνει τον ρυθμό αντίδρασης τους. Αυτή η αντίδραση οφείλεται σε έναν παράγοντα που είναι γνωστός ως "ενέργεια ενεργοποίησης". Η ενέργεια ενεργοποίησης για μια αντίδραση είναι η ελάχιστη ενέργεια που χρειάζονται τα δύο μόρια για να συγκρουστούν μαζί με αρκετή δύναμη για να αντιδράσουν. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, τα μόρια κινούνται πιο έντονα και πολλά από αυτά έχουν την απαιτούμενη ενέργεια ενεργοποίησης, αυξάνοντας την ταχύτητα της αντίδρασης. Ένας πολύ σκληρός κανόνας είναι ότι ο ρυθμός μιας αντίδρασης διπλασιάζεται για κάθε 10 βαθμούς Κελσίου αύξηση της θερμοκρασίας.
Συγκέντρωση και πίεση
Όταν τα χημικά αντιδραστήρια είναι στην ίδια κατάσταση - και τα δύο διαλύονται σε ένα υγρό, για παράδειγμα - η συγκέντρωση των αντιδραστηρίων επηρεάζει τυπικά τον ρυθμό αντίδρασης. Η αύξηση της συγκέντρωσης ενός ή περισσοτέρων αντιδραστηρίων θα αυξήσει κανονικά τον ρυθμό αντίδρασης σε κάποιο βαθμό, καθώς θα υπάρξουν περισσότερα μόρια για να αντιδράσουν ανά μονάδα χρόνου. Ο βαθμός στον οποίο η αντίδραση επιταχύνεται εξαρτάται από τη συγκεκριμένη "τάξη" της αντίδρασης. Στις αντιδράσεις αέριας φάσης, η αύξηση της πίεσης συχνά αυξάνει τον ρυθμό αντίδρασης με παρόμοιο τρόπο.
Μεσαίο
Το συγκεκριμένο μέσο που χρησιμοποιείται για να περιέχει την αντίδραση μπορεί μερικές φορές να έχει επίδραση στον ρυθμό αντίδρασης. Πολλές αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα σε ένα διαλύτη κάποιου είδους και ο διαλύτης μπορεί να αυξάνει ή να μειώνει τον ρυθμό αντίδρασης, με βάση τον τρόπο με τον οποίο συμβαίνει η αντίδραση. Μπορείτε να επιταχύνετε τις αντιδράσεις που περιλαμβάνουν ένα φορτισμένο ενδιάμεσο είδος, για παράδειγμα χρησιμοποιώντας ένα πολύ πολικό διαλύτη όπως το νερό, το οποίο σταθεροποιεί αυτό το είδος και προωθεί το σχηματισμό του και την επακόλουθη αντίδραση.
Καταλύτες
Οι καταλύτες λειτουργούν για να αυξήσουν την ταχύτητα μιας αντίδρασης. Ένας καταλύτης λειτουργεί με την αλλαγή του κανονικού φυσικού μηχανισμού της αντίδρασης σε μια νέα διαδικασία, η οποία απαιτεί λιγότερη ενέργεια ενεργοποίησης. Αυτό σημαίνει ότι σε οποιαδήποτε δεδομένη θερμοκρασία, περισσότερα μόρια θα έχουν αυτή τη χαμηλότερη ενεργότητα ενεργοποίησης και θα αντιδράσουν. Οι καταλύτες επιτυγχάνουν αυτό με διάφορους τρόπους, αν και μία διαδικασία είναι για τον καταλύτη να δρα ως επιφάνεια όπου τα χημικά είδη απορροφώνται και συγκρατούνται σε ευνοϊκή θέση για επακόλουθη αντίδραση.
Επιφάνεια
Για αντιδράσεις που περιλαμβάνουν ένα ή περισσότερα στερεά, αντιδραστήρια μάζας φάσης, η εκτεθειμένη επιφάνεια αυτής της στερεάς φάσης μπορεί να επηρεάσει την ταχύτητα. Το φαινόμενο που παρατηρείται κανονικά είναι ότι όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια που εκτίθεται, τόσο ταχύτερη είναι η ταχύτητα. Αυτό συμβαίνει επειδή μια μαζική φάση δεν έχει καμία συγκέντρωση ως τέτοια, και έτσι μπορεί να αντιδράσει μόνο στην εκτεθειμένη επιφάνεια. Ένα παράδειγμα θα είναι η σκουριά ή η οξείδωση μιας σιδερένιας ράβδου, η οποία θα προχωρήσει πιο γρήγορα αν εκτεθεί περισσότερη επιφάνεια της ράβδου.