5 FAKTORER, DER PÅVIRKER REAKTIONSHASTIGHEDEN - KEMI

Hastigheden af en kemisk reaktion er den hastighed, hvormed omdannelsen af stoffer kaldet reaktanter sker til andre stoffer, der kaldes produkter. De faktorer, der påvirker hastigheden, kan være flere; reagensers art, partikelstørrelse, stoffers fysiske tilstand…

Reaktanterne kan være atomer eller molekyler, der kolliderer eller kolliderer med hinanden og forårsager en fordeling af bindinger mellem dem. Efter pausen oprettes nye obligationer, og produkter dannes.

Hvis mindst en af reaktanterne er fuldstændigt konsumeret i reaktionen og fuldstændigt danner produktet, siges reaktionen at være fuldstændig og køre i kun en retning.

I nogle tilfælde kolliderer de dannede produkter igen og bryder deres bindinger for at omorganisere og blive reaktanter igen. Dette kaldes en omvendt reaktion.

Begge reaktioner forekommer med forskellige hastigheder, men når hastigheden af den fremadrettede reaktion er lig med hastigheden af den tilbagevendende reaktion, etableres en kinetisk ligevægt, hvilket betyder, at reaktionen er i ligevægt.

Faktorer, der påvirker reaktionshastigheden

Hver kemiske reaktion udsættes for en række faktorer, der får hastigheden til at passere hurtigt eller langsomt. Vi finder reaktioner, der sker inden for sekunder, som eksplosioner og andre, der tager lidt længere tid, såsom oxidation af en jernstang, der er sat ud i det fri.

Disse faktorer, der påvirker hastigheden af en kemisk reaktion, er:

Stofpartikelstørrelse

Det er også kendt som en kontaktflade. Hvis stofferne har en stor kontaktoverflade, det vil sige de er meget kompakte, er reaktionen langsommere end når kontaktoverfladen er lille.

Et eksempel er reaktionen fra Alka seltzer i tablet og Alka seltzer i pulver. Alka seltzer er en blanding af acetylsalicylsyre med natriumbicarbonat, calciumphosphat og citronsyre.

Hvis stofferne er atomart, viser de også en variation i deres reaktivitet på grund af atomets størrelse og antallet af elektroner på det sidste niveau.

På grund af dette reagerer natrium (Na) med vand på en voldelig måde sammenlignet med calcium (Ca). Tilsvarende oxideres jern (Fe) let ved virkningen af vanddamp, der er til stede i den omgivende luft, sammenlignet med bly (Pb), hvis reaktion er meget langsommere.

De ioniske arter har en meget høj reaktivitet (lave reaktionshastigheder) sammenlignet med deres neutrale arter. Mg + 2 er således mere reaktiv end Mg.

Stoffernes fysiske tilstand

Tilstanden for aggregering af reaktanterne påvirker også reaktionshastigheden. I fast tilstand er partiklerne (atomer) meget tæt på hinanden, så mobiliteten mellem dem er meget lille, og kollisionerne er meget langsomme.

I flydende tilstand har partiklerne mere mobilitet, hvilket gør reaktionerne hurtigere sammenlignet med fast tilstand.

I gasform har reaktionen en meget højere hastighed takket være den store adskillelse mellem reagenspartiklerne.

For at øge et stofs reaktionshastighed kan det opløses i vand på en sådan måde, at molekylerne opløses og mobiliteten mellem dem øges.

Reagenskoncentration

Koncentrationen af et stof henviser til antallet af partikler (atomer, ioner eller molekyler), der er i et givet volumen.

I en kemisk reaktion, hvis der er mange partikler, vil antallet af kollisioner mellem dem være meget højt, så reaktionens hastighed vil være høj.

Jo højere koncentrationen af reaktanterne er, jo højere er reaktionshastigheden for produktdannelse.

Temperatur

I et system, der består af reagenser, er alle partiklerne, der udgør det, i bevægelse, enten vibrerende, som i faste stoffer, eller bevægelse i tilfælde af væsker og gasser.

I begge tilfælde observeres henholdsvis vibrations E og kinetisk E. Disse energier er direkte proportionale med den temperatur, hvor systemet er.

Når temperaturen i systemet stiger, øges stoffernes molekylære bevægelser.

Kollisionerne mellem dem bliver stærkere, nok til at forårsage sammenbrud og dannelse af bindinger og overvinde hindringen, der er aktiveringsenergien Ea.

Når temperaturen i systemet stiger, øges reaktiviteten, og reaktionshastigheden er lavere, derfor hurtigere.

Katalysatorer

Det er kemiske stoffer, der påvirker en kemisk reaktion, enten øger reaktionshastigheden eller bremser den. Dets hovedkarakteristik er, at den ikke deltager i den kemiske reaktion, hvilket betyder, at den i slutningen af reaktionen kan isoleres fra systemet.

Et eksempel er hydrogenering af en umættet organisk forbindelse med lithiumaluminiumhydrid som katalysator:

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

I en kemisk ligning placeres katalysatoren over pilen, der angiver reaktionsretningen.

I en kemisk reaktion kan det ske, at både katalysatoren og reaktanterne ikke er i samme fysiske tilstand, denne type system er kendt som "heterogen".

Disse kaldes kontaktkatalysatorer. De "homogene" katalysatorer er dem, der har den samme fysiske tilstand af reaktanterne og kaldes transport.

Referencer

Levine, I. Fysisk-kemi. vol.2. McGraw-Hill 2004
Capparelli, Alberto Luis Grundlæggende fysisk kemi. E-bog.
Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio, et.al (2016) Kinetik af kemiske reaktioner. Gendannet: zaloamati.azc.uam.mx.
Anne Marie Helmenstine, ph.d. Faktorer, der påvirker frekvensen af en kemisk reaktion. Gendannet: thoughtco.com.

5 FAKTORER, DER PÅVIRKER REAKTIONSHASTIGHEDEN - KEMI - 2026