Περιεχόμενο
Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης αναφέρεται στην ταχύτητα με την οποία τα αντιδραστήρια μετατρέπονται σε προϊόντα, τις ουσίες που σχηματίζονται από την αντίδραση. Η θεωρία σύγκρουσης εξηγεί ότι οι χημικές αντιδράσεις συμβαίνουν με διαφορετικούς ρυθμούς, προτείνοντας ότι για να προχωρήσει μια αντίδραση, πρέπει να υπάρχει αρκετή ενέργεια στο σύστημα ώστε τα σωματίδια των αντιδραστηρίων να συγκρούονται, να σπάσουν τους χημικούς δεσμούς και να σχηματίσουν το τελικό προϊόν. Η μάζα των σωματιδίων του αντιδραστηρίου καθορίζει την ποσότητα επιφάνειας που εκτίθεται για πιθανές συγκρούσεις.
Συντελεστές αντίδρασης
Διάφοροι παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της μάζας και της συγκέντρωσης των διαθέσιμων σωματιδίων για την αντίδραση, επηρεάζουν την ταχύτητα μιας χημικής αντίδρασης. Οτιδήποτε επηρεάζει τον αριθμό των συγκρούσεων μεταξύ σωματιδίων επηρεάζει επίσης την ταχύτητα αντίδρασης. Μικρότερα σωματίδια αντιδραστηρίων με λιγότερη μάζα αυξάνουν τις πιθανότητες συγκρούσεων, γεγονός που αυξάνει τον ρυθμό αντίδρασης. Ένα τεράστιο σύνθετο μόριο με απομακρυσμένες αντιδραστικές τοποθεσίες θα απαντήσει αργά, ανεξάρτητα από το πόσες συγκρούσεις λαμβάνουν χώρα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα ρυθμό βραδείας αντίδρασης. Μια αντίδραση που περιλαμβάνει λιγότερο ογκώδη σωματίδια με περισσότερη επιφάνεια διαθέσιμη για συγκρούσεις θα προχωρήσει πιο γρήγορα.
Συγκέντρωση
Η συγκέντρωση των αντιδραστηρίων καθορίζει την ταχύτητα της αντίδρασης. Σε απλές αντιδράσεις, η αύξηση της συγκέντρωσης των αντιδραστηρίων επιταχύνει την αντίδραση. Όσο περισσότερες συγκρούσεις με την πάροδο του χρόνου, τόσο πιο γρήγορα μπορεί να προχωρήσει η αντίδραση. Τα μικρά σωματίδια έχουν μικρότερη μάζα και μεγαλύτερη επιφάνεια για τις συγκρούσεις άλλων σωματιδίων. Ωστόσο, σε άλλους πιο περίπλοκους μηχανισμούς αντίδρασης, αυτό μπορεί να μην ισχύει πάντα. Αυτό παρατηρείται συχνά σε αντιδράσεις που περιλαμβάνουν τεράστια πρωτεϊνικά μόρια με μεγάλες μάζες και σπειροειδείς δομές με θέσεις αντίδρασης που είναι θαμμένες βαθιά με εκείνες που δεν προσεγγίζονται εύκολα από σωματίδια σύγκρουσης.
Θερμοκρασία
Η θέρμανση θέτει περισσότερη κινητική ενέργεια στην αντίδραση, προκαλώντας τα σωματίδια να κινούνται γρηγορότερα, έτσι ώστε να εμφανίζονται περισσότερες συγκρούσεις και να αυξάνεται ο ρυθμός αντίδρασης. Παίρνει λιγότερη θερμότητα για να ενεργοποιήσει μικρότερα σωματίδια με λιγότερη μάζα, αλλά μπορεί να έχει αρνητικά αποτελέσματα με μεγάλα μαζικά μόρια, όπως πρωτεΐνες. Πολύ μεγάλη θερμότητα μπορεί να μετουσιώνει τις πρωτεΐνες προκαλώντας τις δομές τους να απορροφούν ενέργεια και να σπάσουν τους δεσμούς που συγκρατούν τα τμήματα των μορίων μαζί.
Μέγεθος σωματιδίων και μάζα
Εάν ένα από τα αντιδραστήρια είναι ένα στερεό, η αντίδραση θα προχωρήσει ταχύτερα εάν κονιορτοποιηθεί σε σκόνη ή σπάσει. Αυτό αυξάνει την επιφάνεια και εκθέτει περισσότερα μικρά σωματίδια με μικρότερη μάζα αλλά μεγαλύτερη επιφάνεια σε σχέση με τα άλλα αντιδραστήρια στην αντίδραση. Οι πιθανότητες συγκρούσεων σωματιδίων αυξάνονται όσο αυξάνεται ο ρυθμός αντίδρασης.
Ένα γράφημα σχεδιάζοντας το χρόνο εναντίον της συνολικής ποσότητας του παραγόμενου προϊόντος δείχνει ότι οι χημικές αντιδράσεις συνήθως αρχίζουν με γρήγορο ρυθμό όταν οι συγκεντρώσεις των αντιδραστηρίων είναι μεγαλύτερες και σταδιακά επιβραδύνουν καθώς εξαντλούνται τα αντιδραστήρια. Όταν η γραμμή φτάσει σε ένα οροπέδιο και γίνεται οριζόντια, η αντίδραση έχει ολοκληρωθεί.