عوامل موثر بر سرعت واکنش

عوامل موثر بر سرعت واکنش

عوامل موثر بر سرعت واکنش عبارتند از : 1-طبیعت واکنش دهنده ها. 2-حالت فیزیکی مواد. 3-غلظت واکنش دهنده ها 4-دما. 5- کاتالیزگر

طبیعت واکنش دهنده ها :

بعضی از مواد از نظر فعالیت شیمیایی با سایر موارد مشابه تفاوت دارند به همین دلیل واکنش های مشابه آن با سرعت های متفاوتی انجام می شود.

مثلا واکنش در شرایط یکسان سریعتر از واکنش انجام می شود.

طبیعت (نوع یا جنس) واکنش دهنده ها اگر چه به عنوان یک متغیر برای بهبود سرعت واکنش ها مطرح نیست ولی از چهار عامل دیگر مهم تر است.

حالت فیزیکی مواد :

1. هر چه ذره های تشکیل دهنده ماده تحرک و آزادی عمل بیشتری داشته باشند برخوردها و در نتیجه سرعت واکنش بیشتر می شود بنابراین سرعت واکنش در فاز گازی بیشتر از مایع (محلول) و فاز مایع (محلول) بشتر از فاز جامد است.
2. اگر مخلوط واکنش دهنده ها همگن باشند یعنی همگی در یک فاز باشند سرعت واکنش به دلیل افزایش سطح تماس بیشتر خواهد بود.
3. با خرد کردن و قطعه قطعه کردن واکنش دهنده های جامد می توان سطح تماس را افزایش داد و بنابراین سرعت واکنش بیشتر می شود. مثلا براده آهن سریعتر از یک قطعه آهن با HCl واکنش می دهد.

غلظت واکنش دهنده ها :

با افزایش غلظت واکنش دهنده ها تعداد برخوردها افزایش یافته و سرعت واکنش افزایش می یابد.

توجه : پس از شروع واکنش با گذشت زمان از غلظت مواد اولیه کاسته شده و بدین ترتیب با گذشت زمان سرعت واکنش کاهش می یابد.

واکنش زیر را در نظر بگیرید :

برای این واکنش می توان نوشت :

این رابطه را قانون سرعت می گویند.

m مرتبه سرعت واکنش نسبت به واکنش دهنده A

n مرتبه سرعت واکنش نسبت به واکنش دهنده B

مقدار n,m می تواند صفر یا عدد صحیح یا اعشاری باشد در صورتی که m یا n صفر باشد سرعت واکنش مستقل از غلظت واکنش دهنده مذکور است.

K نیز کمیتی تجربی است و ثابت سرعت واکنش نام دارد.

دما :

همه واکنش ها چه گرماگیر باشند چه گرماده با افزایش دما سریعتر انجام می شوند زیرا تعداد برخورد ها و انرژی آنها با افزایش دما افزایش می یابد پس تعداد برخوردهای موثر نیز افزایش می یابند پس سرعت واکنش بیشتر می شود.

کاتالیزگر :

کاتالیزگر ماده ای است که راه انجام واکنش را تغییر می دهد و واکنش را از راهی پیش می برد که به انرژی فعال سازی کمتری نیاز دارد. بنابراین سرعت واکنش افزایش می یابد. و در پایان واکنش کاتالیزگر بدون تغییر باقی می ماند.

کاتالیزگر سرعت واکنش رفت , سرعت واکنش برگشت , غلظت پیچیده فعال و پایداری پیچیده فعال را افزایش می یابد.

کاتالیزگر انرژی فعال سازی رفت , انرژی فعال سازی برگشت , سطح انرژی پیچیده فعال و زمان انجام واکنش را کاهش می دهد.

کاتالیزگر سطح انرژی مواد واکنش دهنده و فرآورده ها نوع محصول و واکنش را تغییر نمی دهد.

کاتالیزگر نمی تواند واکنش انجام ناپذیر را انجام پذیر کند فقط سرعت واکنش های انجام پذیر را زیاد می کند.

در واکنش های برگشت پذیر کاتالیزگر انرژی فعال سازی رفت و برگشت را به یک اندازه کم می کند.

انواع کاتالیزگر

اگر در یک واکنش کاتالیزگر و همه واکنش دهنده ها (نه محصولات) هم فاز باشند واکنش را کاتالیز شده همگن و در غیر این صورت واکنش را کاتالیز شده ناهمگن می گویند.

همگن

ناهمگن