5 ČIMBENICI KOJI UTJEČU NA BRZINU REAKCIJE - KEMIJA - 2024

Brzina kemijske reakcije je brzina kojom dolazi do transformacije tvari zvanih reaktanti, u druge tvari koje se nazivaju produktima. Čimbenici koji utječu na brzinu mogu biti nekoliko; priroda reagensa, veličina čestica, fizičko stanje tvari…

Reaktanti mogu biti atomi ili molekule koji se sudaraju ili sudaraju jedan s drugim, uzrokujući prekid veza između njih. Nakon prekida stvaraju se nove veze i stvaraju se proizvodi.

Ako se barem jedan od reaktanata potpuno potroši u reakciji, potpuno formira produkt, kaže se da je reakcija potpuna i da teče samo u jednom smjeru.

U nekim slučajevima se nastali proizvodi sudaraju i prekidaju svoje veze da bi se reorganizirali i ponovo postali reaktanti. To se zove obrnuta reakcija.

Obje se reakcije odvijaju različitim brzinama, međutim, kada je brzina naprijed reakcije jednaka brzini reverzne reakcije, uspostavlja se kinetička ravnoteža, što znači da je reakcija u ravnoteži.

Čimbenici koji utječu na brzinu reakcije

Svaka kemijska reakcija podliježe nizu čimbenika koji uzrokuju njezinu brzinu da prođe brzo ili sporo. Otkrivamo reakcije koje se događaju u sekundi, poput eksplozija, i druge koje traju malo duže, poput oksidacije željezne šipke izložene na otvorenom.

Ti čimbenici koji utječu na brzinu kemijske reakcije su:

Veličina čestica tvari

Poznata je i kao kontaktna površina. Ako tvari imaju veliku kontaktnu površinu, odnosno vrlo su kompaktne, reakcija je sporija nego kada je kontaktna površina mala.

Primjer je reakcija Alke seltzera u tableti i Alke seltzera u prahu. Alka seltzer je mješavina acetil salicilne kiseline, natrijevog bikarbonata, kalcijevog fosfata i limunske kiseline.

Ako su tvari atomske vrste, pokazuju i promjenu njihove reaktivnosti zbog veličine atoma i broja elektrona na posljednjoj razini.

Zbog toga natrij (Na) reagira s vodom na silovit način u usporedbi s kalcijem (Ca). Slično tome, željezo (Fe) se lako oksidira djelovanjem vodene pare prisutne u zraku iz okoline, u usporedbi s olovom (Pb) čija je reakcija mnogo sporija.

Ionske vrste imaju vrlo visoku reaktivnost (niske brzine reakcije) u usporedbi s njihovim neutralnim vrstama. Stoga je Mg + 2 reaktivniji od Mg.

Fizičko stanje tvari

Stanje agregacije reaktanata također utječe na brzinu reakcije. U čvrstom su stanju čestice (atomi) vrlo blizu jedna drugoj, tako da je mobilnost među njima vrlo mala, a sudari su vrlo spori.

U tekućem stanju čestice imaju veću pokretljivost, što čini reakcije bržim u odnosu na kruta stanja.

U plinovitom stanju, reakcija ima puno veću brzinu, zahvaljujući velikom razdvajanju između čestica reagensa.

Da bi se povećala brzina reakcije neke tvari, ona se može otopiti u vodi na takav način da se molekule solubiliziraju i povećava se mobilnost među njima.

Koncentracija reagensa

Koncentracija neke tvari odnosi se na broj čestica (atoma, iona ili molekula) koje se nalaze u određenom volumenu.

U kemijskoj reakciji, ako ima puno čestica, broj sudara između njih bit će vrlo velik, tako da će brzina reakcije biti velika.

Što je veća koncentracija reaktanata, to će biti veća brzina reakcije stvaranja proizvoda.

Temperatura

U sustavu koji sačinjavaju reagensi, sve čestice koje ga čine su u pokretu, ili vibrirajući, kao u čvrstim tvarima, ili se kreću u slučaju tekućina i plinova.

U oba slučaja opažaju se vibracijska E odnosno kinetička E. Te su energije izravno proporcionalne temperaturi na kojoj se nalazi sustav.

Kako se temperatura sustava povećava, molekularni pokreti tvari povećavaju se.

Sudari među njima postaju jači, dovoljno da uzrokuju raspad i stvaranje veza, prevladavajući prepreku koja čini aktivacijsku energiju Ea.

Kako se temperatura sustava povećava, reaktivnost raste i brzina reakcije je niža, dakle brža.

katalizatori

Oni su kemijske tvari koje utječu na kemijsku reakciju ili povećavaju brzinu reakcije ili je usporavaju. Njegova glavna karakteristika je da ne sudjeluje u kemijskoj reakciji, što znači da se na kraju reakcije može izolirati iz sustava.

Primjer je hidrogeniranje nezasićenog organskog spoja s litij-aluminij-hidridom kao katalizatorom:

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

U kemijskoj jednadžbi katalizator se postavlja iznad strelice koja označava smjer reakcije.

U kemijskoj reakciji može se dogoditi da i katalizator i reaktanti nisu u istom fizičkom stanju, ovaj je sustav poznat kao "heterogen".

Oni se nazivaju kontaktni katalizatori. "Homogeni" katalizatori su oni koji imaju isto fizičko stanje reaktanata i nazivaju se transportni.

Reference

1. Levine, I. Fizikohemija. Vol.2. McGraw-Hill 2004
2. Capparelli, Alberto Luis Basic fizikohemija. E-knjiga.
3. Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio i dr. (2016) Kinetika kemijskih reakcija. Oporavak: zaloamati.azc.uam.mx.
4. Anne Marie Helmenstine, dr. Sc. Čimbenici koji utječu na brzinu kemijske reakcije. Oporavak: thinkco.com.