5 Fattori che influenzano la velocità di reazione

La velocità di una reazione chimica è la velocità alla quale la trasformazione delle sostanze chiamate reagenti si verifica in altre sostanze chiamate prodotti. I fattori che influenzano la velocità possono essere diversi; natura dei reagenti, dimensione delle particelle, stato fisico delle sostanze ...

I reagenti possono essere atomi o molecole che collidono o si scontrano tra loro, causando un'interruzione dei collegamenti tra di loro. Dopo l'interruzione, vengono creati nuovi collegamenti e vengono creati i prodotti.

Se almeno uno dei reagenti è totalmente consumato nella reazione, formando il prodotto completamente, la reazione è completa e diretta in una sola direzione.

In alcuni casi, i prodotti formati si scontrano nuovamente e interrompono i loro collegamenti per riorganizzarsi e diventare nuovamente reagenti. Questo è chiamato reazione inversa.

Entrambe le reazioni avvengono a velocità diverse, tuttavia quando la velocità della reazione diretta è uguale alla velocità della reazione inversa, viene stabilito un equilibrio cinetico, il che significa che la reazione è in equilibrio.

Fattori che influenzano la velocità di una reazione

Ogni reazione chimica è soggetta a una serie di fattori che fanno sì che la velocità della stessa passi rapidamente o lentamente. Troviamo reazioni che accadono in secondi, come esplosioni, e altre che impiegano un po 'di più, come l'ossidazione di una verga di ferro esposta all'aperto.

Questi fattori che influenzano la velocità di una reazione chimica sono:

Dimensione delle particelle delle sostanze

È anche noto come superficie di contatto. Se le sostanze hanno una grande superficie di contatto, ovvero sono molto compatte, la reazione è più lenta rispetto a quando la superficie di contatto è piccola.

Un esempio è la reazione di Alka seltzer in compresse e Alka seltzer in polvere. Alka seltzer è una miscela di acido acetilsalicilico, con bicarbonato di sodio, fosfato di calcio e acido citrico.

Se le sostanze sono specie atomiche, hanno anche una variazione nella loro reattività a causa delle dimensioni dell'atomo e del numero di elettroni nel loro ultimo livello.

Per questo motivo, il sodio (Na) reagisce violentemente con l'acqua rispetto al calcio (Ca). Allo stesso modo, il ferro (Fe) è facilmente ossidato dall'azione del vapore acqueo presente nell'aria ambiente, rispetto al piombo (Pb) la cui reazione è molto più lenta.

Le specie ioniche hanno una reattività molto alta (bassi tassi di reazione) rispetto alle loro specie neutrali. Quindi, Mg + 2 è più reattivo di Mg.

Stato fisico delle sostanze

Lo stato di aggregazione dei reagenti influenza anche la velocità di reazione. Nello stato solido, le particelle (atomi) sono molto vicine tra loro, quindi la mobilità tra di esse è molto piccola, le collisioni essendo molto lente.

Nello stato liquido le particelle hanno più mobilità, il che rende le reazioni più veloci rispetto allo stato solido.

Allo stato gassoso, la reazione ha una velocità molto più elevata, grazie alla grande separazione tra le particelle dei reagenti.

Per aumentare la velocità di reazione di una sostanza, può essere dissolta in acqua, in modo che le molecole si solubilizzino e aumenti la mobilità tra di esse.

Concentrazione dei reagenti

La concentrazione di una sostanza si riferisce alla quantità di particelle (atomi, ioni o molecole) presenti in un dato volume.

In una reazione chimica, se ci sono molte particelle, il numero di collisioni tra di esse sarà molto alto, quindi la velocità della reazione sarà alta.

Maggiore è la concentrazione dei reagenti, maggiore sarà la velocità di reazione della formazione dei prodotti.

temperatura

In un sistema composto da reagenti, tutte le particelle che lo compongono sono in movimento, vibrando, come accade nelle sostanze solide, o muovendosi nel caso di liquidi e gas.

In entrambi i casi, sono osservate rispettivamente le cinetiche vibrazionali E ed E. Queste energie sono direttamente proporzionali alla temperatura alla quale si trova il sistema.

Aumentando la temperatura del sistema, aumentano i movimenti molecolari delle sostanze.

Le collisioni tra di loro si stanno facendo più forti, abbastanza da causare la rottura e l'incollaggio, superando l'ostacolo che costituisce l'energia di attivazione Ea.

All'aumentare della temperatura del sistema, la reattività aumenta e la velocità della reazione è inferiore, quindi, più veloce.

catalizzatori

Sono sostanze chimiche che influenzano una reazione chimica, aumentando la velocità di reazione o diminuendola. La sua caratteristica principale è che non partecipa alla reazione chimica, il che significa che al termine della reazione, può essere isolato dal sistema.

Un esempio è l'idrogenazione di un composto organico insaturo con idruro di litio alluminio come catalizzatore:

CH3 - CH = CH - CH3 + H2 CH3 - C2 - CH2 - CH3

In un'equazione chimica il catalizzatore è posto sopra la freccia che indica la direzione della reazione.

In una reazione chimica può accadere che sia il catalizzatore che i reagenti non si trovino nello stesso stato fisico, questo tipo di sistema è noto come "eterogeneo".

Questi sono chiamati catalizzatori di contatti. I catalizzatori "omogenei" sono quelli che hanno lo stesso stato fisico dei reagenti e sono chiamati trasporto.

riferimenti

1. Levine, I. Fisicochimica. vol.2. McGraw-Hill 2004
2. Capparelli, Alberto Luis Chimica fisica di base. E-Book.
3. Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio, et.al (2016). Cinetica delle reazioni chimiche. Recuperato: zaloamati.azc.uam.mx.
4. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Fattori che influenzano la velocità di una reazione chimica. Recupero: thoughtco.com.