ห้าปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

เนื้อหา

• อุณหภูมิ
• ความเข้มข้นและความดัน
• กลาง
• ตัวเร่งปฏิกิริยา
• พื้นที่ผิว

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเป็นการพิจารณาที่สำคัญมากในทางเคมีโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อปฏิกิริยามีความสำคัญทางอุตสาหกรรม ปฏิกิริยาที่ดูเหมือนว่ามีประโยชน์ แต่รายได้ช้าเกินไปจะไม่เป็นประโยชน์ในแง่ของการสร้างผลิตภัณฑ์ ยกตัวอย่างเช่นการแปลงของเพชรให้เป็นกราไฟต์นั้นเป็นที่ชื่นชอบของเทอร์โมไดนามิกส์ ในทางกลับกันปฏิกิริยาที่เคลื่อนที่เร็วเกินไปอาจทำให้เกิดอันตรายได้ อัตราการเกิดปฏิกิริยาถูกควบคุมโดยปัจจัยหลายอย่างซึ่งทั้งหมดสามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุม

อุณหภูมิ

ในกรณีส่วนใหญ่การเพิ่มอุณหภูมิของสารเคมีจะเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา ปฏิกิริยานี้เกิดจากปัจจัยที่เรียกว่า "พลังงานกระตุ้น" พลังงานกระตุ้นสำหรับปฏิกิริยาคือพลังงานขั้นต่ำที่สองโมเลกุลต้องการเพื่อปะทะกันพร้อมกับแรงพอที่จะทำปฏิกิริยา เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นโมเลกุลจะเคลื่อนไหวอย่างแรงขึ้นและส่วนใหญ่จะมีพลังงานกระตุ้นที่จำเป็นซึ่งจะเป็นการเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา กฎง่ายๆคืออัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆ 10 องศาเซลเซียสที่อุณหภูมิสูงขึ้น

ความเข้มข้นและความดัน

เมื่อสารตั้งต้นอยู่ในสถานะเดียวกัน - ทั้งสองละลายในของเหลวเช่น - ความเข้มข้นของสารตั้งต้นโดยทั่วไปจะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา การเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้นหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้นโดยปกติจะเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาในระดับหนึ่งเนื่องจากจะมีโมเลกุลมากขึ้นที่จะทำปฏิกิริยาต่อหน่วยเวลา ระดับที่ความเร็วในการตอบสนองขึ้นอยู่กับ "ลำดับ" ของปฏิกิริยาโดยเฉพาะ ในปฏิกิริยาเฟสก๊าซการเพิ่มความดันมักจะเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาในลักษณะที่คล้ายกัน

กลาง

สื่อที่ใช้ในการบรรจุปฏิกิริยาบางครั้งอาจมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา ปฏิกิริยาหลายอย่างเกิดขึ้นในตัวทำละลายบางชนิดและตัวทำละลายสามารถเพิ่มหรือลดอัตราการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับว่าเกิดปฏิกิริยาอย่างไร คุณสามารถเร่งปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับสปีชีส์กลางที่มีประจุตัวอย่างเช่นโดยใช้ตัวทำละลายที่มีขั้วสูงเช่นน้ำซึ่งทำให้ชนิดนั้นเสถียรและส่งเสริมการก่อตัวและปฏิกิริยาที่ตามมา

ตัวเร่งปฏิกิริยา

ตัวเร่งปฏิกิริยาทำงานเพื่อเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาทำงานโดยการเปลี่ยนกลไกทางกายภาพปกติของปฏิกิริยาเป็นกระบวนการใหม่ซึ่งต้องใช้พลังงานกระตุ้นน้อยลง ซึ่งหมายความว่าที่อุณหภูมิใดก็ตามโมเลกุลจำนวนมากจะมีพลังงานกระตุ้นที่ต่ำกว่าและจะทำปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาทำสิ่งนี้ได้หลายวิธีแม้ว่ากระบวนการหนึ่งจะทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยาทำหน้าที่เป็นพื้นผิวที่ชนิดของสารเคมีถูกดูดซับและอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมสำหรับปฏิกิริยาต่อไป

พื้นที่ผิว

สำหรับปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับสารตั้งต้นของแข็งจำนวนหนึ่งหรือมากกว่านั้นพื้นที่ผิวสัมผัสของของแข็งเฟสนั้นสามารถส่งผลกระทบต่ออัตรา เอฟเฟกต์ที่เห็นได้ตามปกติคือยิ่งพื้นที่ผิวสัมผัสมากขึ้นเท่าไหร่ความเร็วก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากเฟสจำนวนมากไม่มีความเข้มข้นเช่นนี้และสามารถทำปฏิกิริยากับพื้นผิวที่สัมผัสเท่านั้น ตัวอย่างเช่นการเกิดสนิมหรือการเกิดออกซิเดชันของแท่งเหล็กซึ่งจะดำเนินการได้เร็วขึ้นหากพื้นที่ผิวของบาร์สัมผัสมากขึ้น