化学反应的速度是指称为反应物的物质转化为称为产物的其他物质的速度。影响速度的因素可能有几个。试剂的性质,粒径,物质的物理状态…
反应物可以是原子或分子,它们相互碰撞或碰撞,导致它们之间的键断裂。休息后,将创建新的债券并形成产品。
如果至少一种反应物在反应中被完全消耗,从而完全形成产物,则该反应被认为是完全的并且仅在一个方向上进行。
在某些情况下,形成的产物再次碰撞并破坏其键以重组并再次成为反应物。这称为逆反应。
两种反应均以不同的速度发生,但是当正向反应的速度等于反向反应的速度时,就会建立动力学平衡,这意味着反应处于平衡状态。
影响反应速度的因素
每个化学反应都受到一系列因素的影响,这些因素导致其速度快速或缓慢地通过。我们发现在几秒钟内发生的反应(例如爆炸)和其他需要较长时间的反应(例如,露天打开的铁棒的氧化)。
这些影响化学反应速率的因素是:
物质粒径
也称为接触面。如果物质具有较大的接触表面,即它们非常致密,则与接触表面较小的情况相比,反应较慢。
一个例子是片剂中的碱消解剂和粉末中的碱消解剂的反应。碱水渗滤液是乙酰水杨酸与碳酸氢钠,磷酸钙和柠檬酸的混合物。
如果物质是原子种类,由于原子的大小和末级电子的数量,它们的反应性也会发生变化。
因此,与钙(Ca)相比,钠(Na)与水发生剧烈反应。类似地,与反应慢得多的铅(Pb)相比,铁(Fe)易受周围空气中存在的水蒸气的作用氧化。
与中性物质相比,离子物质具有很高的反应性(低反应速率)。因此,Mg + 2比Mg更具反应性。
物质的物理状态
反应物的聚集状态也影响反应速率。在固态状态下,粒子(原子)非常靠近,因此它们之间的迁移率很小,碰撞非常缓慢。
在液态时,颗粒具有更大的迁移率,与固态相比,这使反应更快。
在气态下,由于试剂颗粒之间的较大分离,反应具有更高的速度。
为了提高物质的反应速度,可以将其溶解在水中,使分子溶解并增加分子之间的迁移率。
试剂浓度
物质的浓度是指给定体积中的粒子(原子,离子或分子)的数量。
在化学反应中,如果有很多粒子,它们之间的碰撞数将非常高,因此反应速度将很高。
反应物的浓度越高,产物形成的反应速率将越高。
温度
在由试剂组成的系统中,组成它的所有颗粒都在运动,要么像固体物质一样振动,要么就液体和气体而运动。
在这两种情况下,分别观察到振动E和动力学E。这些能量与系统所处的温度成正比。
随着系统温度的升高,物质的分子运动也随之增加。
它们之间的碰撞变得越来越强烈,足以引起键的破坏和形成,克服了构成活化能Ea的障碍。
随着系统温度的升高,反应性增加,反应速度降低,因此反应速度更快。
催化剂类
它们是影响化学反应的化学物质,会增加反应速度或减慢反应速度。它的主要特征是它不参与化学反应,这意味着在反应结束时,它可以与系统隔离。
一个例子是用氢化铝锂作为催化剂氢化不饱和有机化合物:
CH3-CH = CH-CH3 + H2 CH3-C2-CH2-CH3
在化学方程式中,催化剂位于指示反应方向的箭头上方。
在化学反应中,可能发生的是催化剂和反应物都不处于相同的物理状态,这种类型的系统称为“异质的”。
这些被称为接触催化剂。“均相”催化剂是与反应物具有相同物理状态的催化剂,称为运输催化剂。
参考文献
- 莱文,物理化学。第二卷 麦格劳-希尔2004
- Capparelli,Alberto Luis基本物理化学。电子书。
- FernándezSánchezLilia,CorralLópezElpidio等人(2016年),《化学反应动力学》。已恢复:zaloamati.azc.uam.mx。
- Anne Marie Helmenstine博士 影响化学反应速率的因素。回收:thoughtco.com。