FAKTORER SOM FOLGER RATE OF CHEMICAL REACTIONS.

Frekvensen av en kjemisk reaksjon pavirkes av flere faktorer som:

Effekten av disse faktorene diskuteres nedenfor.

KONSENTRASJON AV REAKTANTER.

Reaksjonshastigheten er direkte proporsjonal med konsentrasjonen av reaktanter.

n = rekkefolgen av reaksjonen.

k = spesifikk hastighet.

Forklaring: Antall kollisjoner og dermed de aktiverte kollisjonene mellom reaktantmolekylene oker med okning i konsentrasjon. Derfor, i henhold til kollisjonsteorien, bor frekvensen av en reaksjon oke med okning i konsentrasjonen siden hastigheten er direkte proporsjonal med kollisionsfrekvensen.

dvs. reaksjonshastighet og prop; kollisjonsfrekvens (Z)

Reaksjonshastigheten minker eksponentielt med tiden ettersom konsentrasjonen av reaktanter reduseres. Dette kan vises grafisk som folger:

Deltrykk er en annen mate a uttrykke konsentrasjonen for gasser pa. Antall kollisjoner oker med okning i partialtrykk av gasser. Derfor oker frekvensen av reaksjoner som involverer gassformige reaktanter med okning i partialtrykk. Det har imidlertid ingen effekt pa reaksjoner som involverer reaktanter i flytende eller faste faser.

Det er viktig a huske pa at partialtrykkene av reaktanter kan okes ved a oke trykket i det totale systemet. Delepressene oker imidlertid ikke nar en inert gass eller en ikke-reagerende gass tilsettes til reaksjonsblandingen ved konstant volum.

TEMPERATUR.

Den gjennomsnittlige kinetiske energien oker med okning i absolutt temperatur. Derfor oker antall molekyler med energi som er storre enn terskelergien (se Maxwell-fordelerkurvene vist nedenfor). Som et resultat oker antallet effektive kollisjoner mellom reaktantmolekyler ogsa. Derfor er det vanligvis observert at reaksjonshastigheten oker med okning i temperaturen.

V r imidlertid oppmerksom pa at okt temperatur ogsa oker antall kollisjoner, og dermed forventes ogsa antall effektive kollisjoner a oke. Men dette er en mindre faktor som pavirker hastigheten.

Begrunnelse: Det er kjent at kollisionsfrekvensen, Z er proporsjonal med kvadratroten av absolutt temperatur, & rad; T av gassen.

dvs. For eksempel, hvis temperaturen okes med 10 o C fra 293 K til 303 K, kan kollisionsfrekvensen okes med en faktor pa bare 1,7%. Men vanligvis blir reaksjonshastigheten doblet (dvs. okt med 100%) nar temperaturen okes med 10 o C. Derfor er effekten av kollisionsfrekvens mindre pa reaksjonshastigheten.

Hovedfaktoren er okning i fraksjonen av molekyler som kan krysse energibarrieren ved hoyere temperatur.

Temperaturkoeffisient: Forholdet mellom hastighetskonstanter for en reaksjon ved to forskjellige temperaturer som varierer med 10 oC kalles temperaturkoeffisient.

Forholdet mellom hastighetskonstant og temperatur kan vises med Arrhenius ligning:

k = spesifikk hastighetskonstant.

A = Frekvensfaktor.

E a = Aktiveringsenergi.

R = Gasskonstant.

T = Absolutt temperatur.

Ved multiplikasjon av ‘ln’ (naturlig logaritme) pa begge sider,

Derfor nar en graf er tegnet for log k mot 1 / T, oppnas en rett linje med negativ helling.

Forholdet mellom to hastighetskonstanter (k 1 & k 2) ved to forskjellige temperaturer (T 1 og T 2) kan gis som:

Det er imidlertid ikke alltid sant at frekvensen av en reaksjon oker med okning i temperaturen. Visse reaksjoner som biologiske reaksjoner som katalyseres av enzymer, kan reduseres med okt temperatur siden enzymene kan miste sin aktivitet (se nedenfor for mer forklaring om en katalysator).

Katalysator er et stoff som endrer frekvensen av en reaksjon uten a bli konsumert eller uten a ga under noen kjemisk forandring under reaksjonen.

En katalysator oker reaksjonshastigheten ved a gi en ny bane med lavere aktiveringsenergi (Ea) for reaksjonen.

Ved reversible reaksjoner reduserer katalysatoren aktiveringsenergiene for bade forover og bakoverreaksjoner i samme grad og bidrar til a oppna likevekt raskt. Merk at, som det fremgar av diagrammet ovenfor, nar en katalysator oker hastigheten pa fremoverreaksjonen, oker ogsa frekvensen av tilbakevirkende reaksjon.

Noen stoffer kan redusere reaksjonshastigheten. Disse refereres generelt til som negative katalysatorer eller inhibitorer. De forstyrrer reaksjonen ved a danne relativt stabile komplekser, som krever mer energi til a bryte opp. Saledes reduseres reaksjonshastigheten.

REAKTANTERS NATUR.

Reaksjonshastigheten avhenger av bindingenes karakter i reaktantene. Vanligvis reagerer ioniske forbindelser raskere enn kovalente forbindelser.

Reaksjonene mellom ioniske forbindelser i vann opptrer veldig fort da de bare involverer utveksling av ioner, som allerede ble separert i vandige losninger under opplosningen.

F.eks AgCl utfelles ut umiddelbart nar AgNO 3-opplosning blir tilsatt til NaCl-opplosning.

Denne reaksjonen involverer bare utveksling av ioner som vist nedenfor og oppstar derfor meget fort.

Mens reaksjonene mellom kovalente forbindelser finner sted sakte fordi de krever energi for spaltning av eksisterende bindinger.

E.g., forestringen av eddiksyre skjer sakte siden bryte obligasjoner krever energi.

ORIENTERING AV REAKTERENDE ARTER.

Reaksjonen mellom reaktantene skjer bare nar de kolliderer i riktig orientering i rommet. Storre sannsynligheten for kollisjoner mellom reaktantene med riktig orientering, storre er reaksjonshastigheten.

Orienteringen av molekyler pavirker sannsynlighetsfaktoren, s. De enkle molekylene har flere mater a skape riktige retninger for a kollidere. Derfor er deres sannsynlighetsfaktor hoyere enn komplekse molekyler.

Orienteringsfaktoren pavirker ogsa samspillet mellom reaktanter og katalysatorer. For eksempel i tilfelle av biologiske reaksjoner, som katalyseres av enzymer, biokatalysatorene. Enzymer aktiverer reaktantmolekylene (eller substrater) pa et bestemt sted pa dem. Disse nettstedene kalles som aktive sider og har bestemt form og storrelse.

Storrelsen, stereokjemien og orienteringen av substrater ma v re slik at de kan passe inn i enzymets aktive sted. Da vil bare reaksjonen fortsette. Dette er ogsa kjent som las og nokkelmekanisme.

Enzymer mister sin aktivitet ved oppvarming eller endring av pH eller tilsetning av visse kjemiske reagenser. Dette skyldes deformasjon av konfigurasjonen av det aktive stedet.

FLATEAREAL.

Reaksjonshastigheten oker med okning i overflatearealet av fast reaktant, hvis noen brukes. Overflaten av et fast stoff kan okes ved a male det til et fint pulver.

F.eks Reaksjonen mellom sink og saltsyre skjer innen sekunder hvis sinkmetallet er fint pulverisert. Men reaksjonen vil bli tregere nar en sinktrad brukes.

Dette gjelder ogsa med de faste katalysatorene, som vanligvis anvendes i finpulverform, mens de utforer en kjemisk reaksjon.

F.eks Fint pulverisert nikkel brukes under hydrogenering av oljer.

INTENSITET AV LYS.

Graden av noen fotokjemiske reaksjoner, som forekommer i n rv r av lys, oker med okning i intensiteten av egnet lys som brukes. Med okt intensitet oker antall fotoner i lys ogsa. Derfor far flere antall reaktantmolekyler energi ved a absorbere flere fotoner og gjennomga kjemisk forandring.

F.eks Hastigheten til fotosyntese er mer pa lysere dager.

Imidlertid er noen fotokjemiske reaksjoner som involverer de frie radikaler, generert i en kjedeprosess, ikke sterkt pavirket av lysets intensitet. Bare en foton er tilstrekkelig til a utlose dannelsen et fritt radikal. Dette i sin tur initierer en kjedeprosess hvor flere frie radikaler dannes flere ganger i hver syklus uten behov for ekstra fotoner.

NATUR AV SOLVENSER.

Losningsmidlet kan pavirke frekvensen pa mange mater som forklart nedenfor:

Losningsmidlene brukes til a opplose reaktantene, og samtidig bidrar de til a gi mer interaktiv overflate mellom reaktantmolekyler som kan v re ellers i forskjellige faser eller sterkt bundet i fast fase.

Vanligvis hjelper losningsmidler til a bryte sammenhengende krefter mellom ioner eller molekyler i fast tilstand. De polare molekylene har en tendens til a opplose mer i polare losemidler med flere dielektriske konstanter og reagere raskere i dem. Mens ikke-polare molekyler foretrekker ikke-polare losningsmidler.

Ved diffusjonskontrollerte reaksjoner spiller losningsmiddelets viskositet stor rolle. Frekvensen avtar med okning i losningsmiddelets viskositet.

TEST DIN FORSTAELSE.

1) Reaksjonshastigheter bestemmes av alle folgende faktorer bortsett fra:

A) orienteringen av kollisjoner mellom molekyler.

B) aktiveringsenergien av reaksjonen.

C) antall kollisjoner mellom molekyler.

D) spontaniteten av reaksjonen.

E) Kraften av kollisjoner mellom molekyler.

Termodynamisk gjennomforbarhet eller spontanitet av en reaksjon kan ikke si noe om kinetikken til den reaksjonen. For eksempel er brenning av trevirke en termodynamisk gjennomforbar reaksjon, men kan ikke forekomme med mindre startet ved tenning som brann eller elektrisk gnist.


Hello! Do you want to play in the most honest casino? We gathered it for you. Push here now!