5 yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng
Tốc độ của phản ứng hóa học là tốc độ biến đổi các chất gọi là thuốc thử xảy ra trong các chất khác gọi là sản phẩm. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ có thể là một số; bản chất của thuốc thử, kích thước hạt, trạng thái vật lý của các chất ...
Thuốc thử có thể là các nguyên tử hoặc phân tử va chạm hoặc va chạm với nhau, gây ra sự phá vỡ liên kết giữa chúng. Sau giờ nghỉ, các liên kết mới được tạo ra và các sản phẩm được hình thành.
Nếu ít nhất một trong số các thuốc thử được tiêu thụ hoàn toàn trong phản ứng, tạo thành sản phẩm hoàn toàn, phản ứng được cho là hoàn thành và chỉ theo một hướng.
Trong một số trường hợp, các sản phẩm được hình thành một lần nữa va chạm và phá vỡ các liên kết của chúng để sắp xếp lại và trở thành thuốc thử một lần nữa. Đây được gọi là phản ứng ngược.
Cả hai phản ứng xảy ra ở các tốc độ khác nhau, tuy nhiên khi tốc độ của phản ứng trực tiếp bằng tốc độ của phản ứng ngược, trạng thái cân bằng động học được thiết lập, có nghĩa là phản ứng ở trạng thái cân bằng.
Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng
Bất kỳ phản ứng hóa học nào cũng phải chịu một loạt các yếu tố, khiến tốc độ của cùng một tốc độ trôi qua nhanh hay chậm. Chúng tôi tìm thấy các phản ứng xảy ra trong vài giây, như vụ nổ và các phản ứng khác mất nhiều thời gian hơn một chút, chẳng hạn như quá trình oxy hóa của một thanh sắt được đưa ra ngoài trời.
Những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng hóa học là:
Kích thước của các hạt của các chất
Nó còn được gọi là bề mặt tiếp xúc. Nếu các chất có bề mặt tiếp xúc lớn, tức là chúng rất nhỏ gọn, phản ứng chậm hơn so với khi bề mặt tiếp xúc nhỏ.
Một ví dụ là phản ứng của Alka seltzer trong máy tính bảng và Alka seltzer ở dạng bột. Alka seltzer là hỗn hợp của axit acetylsalicylic, với natri bicarbonate, canxi photphat và axit citric.
Nếu các chất là các loài nguyên tử, chúng cũng có sự thay đổi trong khả năng phản ứng của chúng do kích thước của nguyên tử và số lượng electron ở cấp độ cuối cùng của chúng.
Bởi vì điều này, natri (Na) phản ứng dữ dội với nước so với canxi (Ca). Tương tự như vậy, sắt (Fe) dễ bị oxy hóa do tác động của hơi nước có trong không khí xung quanh, so với chì (Pb) có phản ứng chậm hơn nhiều.
Các loài ion có độ phản ứng rất cao (tốc độ phản ứng thấp), khi so sánh với các loài trung tính của chúng. Do đó, Mg + 2 phản ứng mạnh hơn so với Mg.
Trạng thái vật lý của các chất
Trạng thái kết tập của các chất phản ứng cũng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. Ở trạng thái rắn, các hạt (nguyên tử) rất gần nhau, do đó khả năng di động giữa chúng rất nhỏ, va chạm rất chậm.
Ở trạng thái lỏng, các hạt có tính di động cao hơn, làm cho các phản ứng nhanh hơn so với trạng thái rắn.
Ở trạng thái khí, phản ứng có vận tốc cao hơn nhiều, nhờ sự phân tách lớn giữa các hạt của chất phản ứng.
Để tăng tốc độ phản ứng của một chất, nó có thể được hòa tan trong nước, theo cách mà các phân tử được hòa tan và độ linh động giữa chúng tăng lên.
Nồng độ của thuốc thử
Nồng độ của một chất dùng để chỉ lượng hạt (nguyên tử, ion hoặc phân tử) có trong một thể tích nhất định.
Trong một phản ứng hóa học, nếu có nhiều hạt, số lượng va chạm giữa chúng sẽ rất cao, do đó tốc độ của phản ứng sẽ cao.
Nồng độ của các chất phản ứng càng cao thì tốc độ phản ứng hình thành sản phẩm càng lớn.
Nhiệt độ
Trong một hệ thống được tạo thành từ thuốc thử, tất cả các hạt tạo nên nó đang chuyển động, hoặc rung động, như xảy ra trong các chất rắn, hoặc di chuyển trong trường hợp chất lỏng và khí.
Trong cả hai trường hợp động học E và E dao động tương ứng được quan sát. Những năng lượng này tỷ lệ thuận với nhiệt độ mà hệ thống được đặt.
Bằng cách tăng nhiệt độ của hệ thống, chuyển động phân tử của các chất tăng lên.
Sự va chạm giữa chúng ngày càng mạnh hơn, đủ để phá vỡ và liên kết xảy ra, vượt qua chướng ngại vật cấu thành năng lượng kích hoạt Ea.
Khi tăng nhiệt độ của hệ thống, độ phản ứng tăng và tốc độ phản ứng ít hơn, do đó, nhanh hơn.
Chất xúc tác
Chúng là những chất hóa học ảnh hưởng đến phản ứng hóa học, bằng cách tăng tốc độ phản ứng hoặc bằng cách giảm nó. Đặc điểm chính của nó là nó không tham gia vào phản ứng hóa học, có nghĩa là khi kết thúc phản ứng, nó có thể được phân lập khỏi hệ thống.
Một ví dụ là quá trình hydro hóa một hợp chất hữu cơ chưa bão hòa với lithium nhôm hydride làm chất xúc tác:
CH 3 - CH = CH - CH 3 + H 2 CH 3 - C 2 - CH 2 - CH 3
Trong một phương trình hóa học, chất xúc tác được đặt trên đầu mũi tên chỉ ra hướng phản ứng.
Trong một phản ứng hóa học, có thể xảy ra rằng cả chất xúc tác và chất phản ứng không ở cùng một trạng thái vật lý, loại hệ thống này được gọi là "không đồng nhất".
Chúng được gọi là chất xúc tác tiếp xúc. Các chất xúc tác "đồng nhất" là những chất có cùng trạng thái vật lý của các chất phản ứng và được gọi là vận chuyển.
