science >> Wetenschap >  >> anders

Welke factoren beïnvloeden de snelheid van een chemische reactie?

Verschillende factoren kunnen de snelheid van een chemische reactie beïnvloeden, zoals druk, temperatuur, concentratie en de aanwezigheid van katalysatoren. Deze factoren zijn belangrijk voor professionele chemici, van wie velen de kost verdienen door de snelheid en efficiëntie van chemische reacties in de industrie, wetenschap en geneeskunde te verbeteren.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Druk, temperatuur, concentratie en de aanwezigheid van katalysatoren kunnen de snelheid van chemische reacties beïnvloeden.

Druk van gassen

Voor reacties waarbij gassen betrokken zijn, beïnvloedt de druk de reactiesnelheid sterk. Bij toenemende druk neemt de vrije ruimte tussen moleculen af. De kans op botsingen tussen moleculen neemt toe, dus de reactiesnelheid neemt toe. Het omgekeerde is waar als u de druk verlaagt.

Concentratie van oplossingen

In reacties waarbij oplossingen betrokken zijn, heeft de concentratie van de stoffen in de oplossing een directe invloed op de snelheid: hogere concentraties leiden tot snellere reacties. De reden is grotendeels hetzelfde als voor druk en gassen; moleculen in een sterk geconcentreerde oplossing worden dichter bij elkaar gepakt en de kans dat ze botsen en reageren met andere moleculen neemt toe.

Warmte en koude

Temperatuur beïnvloedt de snelheid van bijna alle chemische reacties sterk . Wanneer voorwerpen heter worden, vibreren de moleculen sterker en lopen ze meer kans om met elkaar in botsing te komen en te reageren. Bij zeer lage temperaturen zijn moleculaire trillingen erg zwak en zijn er weinig reacties. Temperatuureffecten werken echter over een beperkt bereik; wanneer stoffen te heet worden, kunnen ongewenste reacties plaatsvinden. Stoffen kunnen smelten, verbranden of andere ongewenste veranderingen ondergaan.

Blootgesteld oppervlak

Een reactie tussen een vloeistof en een vaste stof wordt beperkt door het vermogen van de moleculen in de vloeistof om die van de solide. Het buitenoppervlak van de vaste stof is al het vloeibare "ziet"; de buitenste lagen voorkomen reacties met de vloeistof totdat ze oplossen. Bijvoorbeeld, voor een stuk metaal dat in een beker zuur wordt gedruppeld, beïnvloedt het zuur eerst alleen de buitenste delen van de klomp; de binnenste delen reageren alleen wanneer de buitenste wegvloeien. Aan de andere kant reageert een gelijke hoeveelheid metaalpoeder sneller op het zuur, omdat de poedervorm meer van het metaal blootlegt. Hetzelfde geldt voor reacties tussen gassen en vaste stoffen, en in mindere mate tussen vloeistoffen. De reacties tussen gassen daarentegen zijn niet beperkt door het oppervlak, omdat alle moleculen vrij worden blootgesteld en bewegen.

Katalysatoren en activeringsenergie

Een katalysator is een chemische stof die niet wordt gebruikt fungeren als een product of reactant; in plaats daarvan dient het alleen om de reactie te versnellen. Veel chemische reacties hebben een activeringsenergievereiste; de moleculen hebben een energie "kick" nodig om de reactie te laten plaatsvinden, zoals de vonk die nodig is om de benzine in een automotor aan te steken. De katalysator verlaagt de activeringsenergiebehoefte, waardoor meer moleculen kunnen reageren onder dezelfde omstandigheden.

Gevoeligheid voor licht

Sommige chemische stoffen zijn lichtgevoelig; bepaalde golflengten van licht voegen energie toe aan reacties, waardoor ze enorm worden versneld. Polystyreen en andere kunststoffen zijn bijvoorbeeld gevoelig voor de ultraviolette golven die in zonlicht aanwezig zijn. Het ultraviolet breekt de bindingen tussen de atomen in het plastic af, waardoor het na verloop van tijd achteruitgaat. Chlorofyl en andere organische moleculen zijn ook gevoelig voor licht, waardoor planten nuttige biomoleculen kunnen produceren uit koolstofdioxide in de lucht; de hoeveelheid licht heeft direct invloed op de gezondheid van de plant.