- ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา
- ขนาดอนุภาคของสาร
- สถานะทางกายภาพของสาร
- ความเข้มข้นของรีเอเจนต์
- อุณหภูมิ
- ตัวเร่งปฏิกิริยา
- อ้างอิง
ความเร็วของปฏิกิริยาเคมีคือความเร็วที่การเปลี่ยนแปลงของสารที่เรียกว่าสารตั้งต้นเกิดขึ้นเป็นสารอื่นที่เรียกว่าผลิตภัณฑ์ ปัจจัยที่ส่งผลต่อความเร็วอาจมีได้หลายประการ ลักษณะของรีเอเจนต์ขนาดอนุภาคสถานะทางกายภาพของสาร …
สารตั้งต้นอาจเป็นอะตอมหรือโมเลกุลที่ชนกันหรือชนกันทำให้เกิดการสลายพันธะระหว่างกัน หลังจากหยุดพักจะมีการสร้างพันธะใหม่และเกิดผลิตภัณฑ์
หากมีการใช้สารตั้งต้นอย่างน้อยหนึ่งตัวในปฏิกิริยาจนเกิดผลิตภัณฑ์อย่างสมบูรณ์ปฏิกิริยาดังกล่าวจะสมบูรณ์และวิ่งไปในทิศทางเดียวเท่านั้น
ในบางกรณีผลิตภัณฑ์เกิดการชนกันอีกครั้งและทำลายพันธะเพื่อจัดโครงสร้างใหม่และกลายเป็นสารตั้งต้นอีกครั้ง สิ่งนี้เรียกว่าปฏิกิริยาย้อนกลับ
ปฏิกิริยาทั้งสองเกิดขึ้นด้วยความเร็วที่แตกต่างกันอย่างไรก็ตามเมื่อความเร็วของปฏิกิริยาไปข้างหน้าเท่ากับความเร็วของปฏิกิริยาย้อนกลับจะมีการสร้างสมดุลทางจลน์ซึ่งหมายความว่าปฏิกิริยานั้นอยู่ในสภาวะสมดุล
ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา
ปฏิกิริยาเคมีทุกอย่างขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการซึ่งทำให้ความเร็วของมันผ่านไปเร็วหรือช้า เราพบปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในไม่กี่วินาทีเช่นการระเบิดและอื่น ๆ ที่ใช้เวลานานกว่าเล็กน้อยเช่นการออกซิเดชั่นของแท่งเหล็กที่ยื่นออกมาในที่โล่ง
ปัจจัยเหล่านี้ที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ได้แก่
ขนาดอนุภาคของสาร
เป็นที่รู้จักกันว่าพื้นผิวสัมผัส หากสารมีผิวสัมผัสขนาดใหญ่นั่นคือมีขนาดเล็กมากปฏิกิริยาจะช้ากว่าเมื่อผิวสัมผัสมีขนาดเล็ก
ตัวอย่างคือปฏิกิริยาของ Alka seltzer ในแท็บเล็ตและ Alka seltzer ในผง Alka seltzer เป็นส่วนผสมของกรดอะซิติลซาลิไซลิกกับโซเดียมไบคาร์บอเนตแคลเซียมฟอสเฟตและกรดซิตริก
หากสารเหล่านี้เป็นชนิดของอะตอมพวกมันยังแสดงความแปรปรวนของปฏิกิริยาเนื่องจากขนาดของอะตอมและจำนวนอิเล็กตรอนในระดับสุดท้าย
ด้วยเหตุนี้โซเดียม (Na) จึงทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างรุนแรงเมื่อเทียบกับแคลเซียม (Ca) ในทำนองเดียวกันเหล็ก (Fe) จะถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายโดยการกระทำของไอน้ำที่อยู่ในอากาศโดยรอบเมื่อเทียบกับตะกั่ว (Pb) ซึ่งมีปฏิกิริยาช้ากว่ามาก
สายพันธุ์ไอออนิกมีปฏิกิริยาสูงมาก (อัตราการเกิดปฏิกิริยาต่ำ) เมื่อเปรียบเทียบกับสายพันธุ์ที่เป็นกลาง ดังนั้น Mg + 2 จึงมีปฏิกิริยามากกว่า Mg
สถานะทางกายภาพของสาร
สถานะของการรวมตัวของสารตั้งต้นยังมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา ในสถานะของแข็งอนุภาค (อะตอม) อยู่ใกล้กันมากดังนั้นการเคลื่อนที่ระหว่างกันจึงน้อยมากโดยการชนกันจะช้ามาก
ในสถานะของเหลวอนุภาคมีความคล่องตัวมากขึ้นซึ่งทำให้ปฏิกิริยาเร็วขึ้นเมื่อเทียบกับสถานะของแข็ง
ในสถานะก๊าซปฏิกิริยาจะมีความเร็วสูงขึ้นมากเนื่องจากมีการแยกขนาดใหญ่ระหว่างอนุภาคของรีเอเจนต์
เพื่อเพิ่มความเร็วในการเกิดปฏิกิริยาของสารสามารถละลายในน้ำในลักษณะที่โมเลกุลถูกละลายและความคล่องตัวระหว่างสารเหล่านี้จะเพิ่มขึ้น
ความเข้มข้นของรีเอเจนต์
ความเข้มข้นของสารหมายถึงจำนวนอนุภาค (อะตอมไอออนหรือโมเลกุล) ที่อยู่ในปริมาตรที่กำหนด
ในปฏิกิริยาเคมีถ้ามีอนุภาคจำนวนมากจำนวนการชนกันจะมากดังนั้นความเร็วของปฏิกิริยาจะสูง
ยิ่งสารตั้งต้นมีความเข้มข้นสูงเท่าใดอัตราการเกิดปฏิกิริยาของการสร้างผลิตภัณฑ์ก็จะสูงขึ้นเท่านั้น
อุณหภูมิ
ในระบบที่ประกอบด้วยรีเอเจนต์อนุภาคทั้งหมดที่ประกอบกันจะเคลื่อนที่ไม่ว่าจะเป็นแบบสั่นเหมือนในของแข็งหรือเคลื่อนที่ในกรณีของของเหลวและก๊าซ
ในทั้งสองกรณีจะสังเกตเห็นการสั่นสะเทือน E และจลน์ E ตามลำดับ พลังงานเหล่านี้แปรผันตรงกับอุณหภูมิที่ระบบอยู่
เมื่ออุณหภูมิของระบบเพิ่มขึ้นการเคลื่อนไหวของโมเลกุลของสารจะเพิ่มขึ้น
การชนกันของทั้งสองนั้นแข็งแกร่งขึ้นมากพอที่จะทำให้เกิดการแตกสลายและการสร้างพันธะเอาชนะอุปสรรคที่เป็นพลังงานกระตุ้น Ea
เมื่ออุณหภูมิของระบบเพิ่มขึ้นความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นและความเร็วในการเกิดปฏิกิริยาต่ำลงจึงเร็วขึ้น
ตัวเร่งปฏิกิริยา
เป็นสารเคมีที่มีอิทธิพลต่อปฏิกิริยาทางเคมีทั้งเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาหรือทำให้ปฏิกิริยาช้าลง ลักษณะสำคัญคือไม่เข้าร่วมในปฏิกิริยาเคมีซึ่งหมายความว่าในตอนท้ายของปฏิกิริยาสามารถแยกออกจากระบบได้
ตัวอย่างคือการเติมไฮโดรเจนของสารประกอบอินทรีย์ที่ไม่อิ่มตัวโดยมีลิเธียมอลูมิเนียมไฮไดรด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา:
CH3 - CH = CH - CH3 + H2 CH3 - C2 - CH2 - CH3
ในสมการทางเคมีตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกวางไว้เหนือลูกศรซึ่งระบุทิศทางของปฏิกิริยา
ในปฏิกิริยาทางเคมีอาจเกิดขึ้นได้ว่าทั้งตัวเร่งปฏิกิริยาและสารตั้งต้นไม่ได้อยู่ในสถานะทางกายภาพเดียวกันระบบประเภทนี้เรียกว่า "ต่างกัน"
สิ่งเหล่านี้เรียกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาแบบสัมผัส ตัวเร่งปฏิกิริยา "homogeneous" คือตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีสถานะทางกายภาพเหมือนกันของสารตั้งต้นและเรียกว่าการขนส่ง
อ้างอิง
- Levine, I. ฟิสิกส์เคมี. vol.2 McGraw-Hill 2004
- Capparelli, Alberto Luis ฟิสิกส์พื้นฐาน E-Book
- FernándezSánchez Lilia, Corral López Elpidio, et.al (2016) จลนศาสตร์ของปฏิกิริยาเคมี. กู้คืน: zaloamati.azc.uam.mx.
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี กู้คืน: thoughtco.com.