Επιφάνεια Αντιδρώντων

Ρυθμός αντίδρασης :Η χημική αντίδραση με ρυθμό αναφέρεται ως ταχύτητα αντίδρασης. Συνήθως αντιπροσωπεύεται ως η συγκέντρωση (ποσότητα ανά μονάδα όγκου) ενός προϊόντος που σχηματίζεται σε μια μονάδα χρόνου ή η συγκέντρωση (ποσότητα ανά μονάδα όγκου) ενός αντιδραστηρίου που καταναλώνεται σε μια μονάδα χρόνου. Μετράται επίσης ως προς το πόσα αντιδρώντα ή προϊόντα καταναλώνονται σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα.

Υπάρχουν πέντε παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν τον ρυθμό της αντίδρασης:η ποσότητα των αντιδρώντων που υπάρχουν, η θερμοκρασία, η κατάσταση των αντιδρώντων ως προς τις φυσικές τους ιδιότητες, η παρουσία ενός καταλύτη και το φως.

Εμβαδόν επιφάνειας αντιδρώντων

Επιφάνεια:Η περιοχή των χημικών συστατικών που χρησιμοποιούνται σε μια χημική αντίδραση είναι γνωστή ως επιφάνεια. Οι μορφές ουσιών σε σκόνη ευνοούνται στις χημικές αντιδράσεις επειδή αυξάνουν την αντιδραστικότητα των χημικών ουσιών, επιταχύνοντας την αντίδραση.

Εμβαδόν επιφάνειας αντιδρώντων: 

Η επιφάνεια ενός στερεού αντιδραστηρίου μπορεί να αυξηθεί, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση του ρυθμού μιας χημικής αντίδρασης. Κόβοντας την ουσία σε μικρά κομμάτια ή άλεσέ την σε σκόνη το επιτυγχάνει αυτό. Δηλαδή, όσο μεγαλύτερα είναι τα κομμάτια, τόσο μικρότερη είναι η επιφάνεια και όσο μικρότερα τα κομμάτια, τόσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια.

Εάν η επιφάνεια ενός αντιδραστηρίου αυξηθεί:

• Περισσότερα σωματίδια εκτίθενται στο άλλο αντιδραστήριο.
• Η πιθανότητα σύγκρουσης σωματιδίων αυξάνεται.
• Μπορεί να οδηγήσει σε επιτυχείς συγκρούσεις ανά δευτερόλεπτο.
• Θα υπάρξει αύξηση του ρυθμού αντίδρασης.

Σε σύγκριση με μια αντίδραση με σβώλους αντιδρώντος, ισχύουν οι ακόλουθες εξισώσεις για την ίδια αντίδραση με κονιοποιημένο αντιδραστήριο:

• έχει μεγαλύτερη κλίση στην αρχή, αλλά 
• γίνεται γρήγορα οριζόντια

Αυτό δείχνει ότι όταν η επιφάνεια της αντίδρασης αυξάνεται, ο ρυθμός της αντίδρασης αυξάνεται επίσης.

Εάν όλες οι παράμετροι των αντιδρώντων, όπως η στερεά μάζα και ο όγκος οξέος, είναι ίδιες, οι αντιδράσεις θα δημιουργήσουν τον ίδιο όγκο. Εάν ένα από τα εξαρτήματα κόβεται στη μέση, ο όγκος που δημιουργείται μειώνεται στο μισό. Όταν ο συντελεστής διπλασιάζεται, η αντίδραση παράγει διπλάσιο όγκο.

Αυτό ισχύει για κάθε παράγοντα που μπορεί να επηρεάσει το ποσοστό.

Έκρηξη:Η έκρηξη είναι μια ταχεία χημική αντίδραση που παράγει σημαντική ποσότητα αερίων προϊόντων. Σε εργοστάσια που χειρίζονται κονιοποιημένο, εύφλεκτο υλικό, υπάρχει κίνδυνος έκρηξης. Μεταξύ αυτών των πραγμάτων είναι η κρέμα κρέμας, το αλεύρι και το θείο σε σκόνη.

Φύση των αντιδρώντων:

Οι χημικές αλλαγές συμβαίνουν με διαφορετικές ταχύτητες σε διαφορετικές ουσίες. Οι διάφορες δομές των υλικών που εμπλέκονται, όπως εάν οι χημικές ουσίες βρίσκονται σε διάλυμα ή σε στερεή κατάσταση, μπορεί να ευθύνονται για τις διακυμάνσεις στην αντιδραστικότητα μεταξύ των διεργασιών. Ένας άλλος παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι η ισχύς δέσμευσης μεταξύ των μορίων των αντιδρώντων. Μια αντίδραση μεταξύ μορίων των οποίων τα άτομα συνδέονται με ομοιοπολικούς δεσμούς, για παράδειγμα, θα εξελιχθεί πιο αργά από εκείνη μεταξύ μορίων των οποίων τα άτομα συνδέονται με όχι τόσο ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς. Αυτό συμβαίνει επειδή το σπάσιμο των δεσμών των μορίων που είναι στενά συνδεδεμένα απαιτεί πολλή ενέργεια.

Παράγοντες που επηρεάζουν τον ρυθμό αντίδρασης:

1. Συγκέντρωση αντιδρώντων:Ο ρυθμός της αντίδρασης αυξάνεται συχνά αυξάνοντας τη συγκέντρωση ενός ή περισσότερων αντιδρώντων. Αυτό συμβαίνει επειδή μια υψηλότερη συγκέντρωση ενός αντιδρώντος έχει ως αποτέλεσμα περισσότερες συγκρούσεις αντιδρώντων στο ίδιο χρονικό διάστημα.
2. Η κατάσταση των αντιδρώντων ως προς τις φυσικές τους ιδιότητες και το εμβαδόν επιφανείας τους:Όταν τα μόρια υπάρχουν σε διακριτές φάσεις, όπως σε ένα ετερογενές μείγμα, ο ρυθμός αντίδρασης θα περιοριστεί από την επιφάνεια των φάσεων που έρχονται σε επαφή. Μόνο τα μόρια στην επιφάνεια του μετάλλου μπορούν να συγκρουστούν με τα μόρια του αερίου όταν αναμιγνύονται, για παράδειγμα, ένα στερεό αντιδραστήριο μετάλλου και ένα αντιδραστήριο αερίου. Ως αποτέλεσμα, η αύξηση της επιφάνειας του μετάλλου σφυρηλατώντας το επίπεδο ή σπάζοντας το σε πολλά κομμάτια επιταχύνει τον ρυθμό αντίδρασής του.
3. Θερμοκρασία:Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, ο ρυθμός αντίδρασης συνήθως επιταχύνεται. Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, η μέση κινητική ενέργεια θα αυξηθεί. Ως αποτέλεσμα, ένα μεγαλύτερο ποσοστό μορίων θα έχει την ελάχιστη ενέργεια που απαιτείται για μια επιτυχημένη σύγκρουση.
4. Παρουσία καταλύτη:Ο καταλύτης είναι μια χημική ουσία που συμμετέχει σε μια αντίδραση χωρίς να καταναλωθεί, επομένως την επιταχύνει. Οι καταλύτες παρέχουν έναν νέο τρόπο εξαγωγής προϊόντων από μια αντίδραση. Συμμετέχουν σε ένα ευρύ φάσμα βιολογικών διεργασιών.

Φως:Οι φωτοχημικές αντιδράσεις είναι αντιδράσεις που προκαλούνται από το φως. Όσο πιο γρήγορη είναι η αντίδραση, τόσο πιο φωτεινό είναι το φως.

Συμπέρασμα: 

Όταν τα στερεά και τα υγρά αντιδρούν, η αύξηση της επιφάνειας του στερεού επιταχύνει την αντίδραση. Η συνολική επιφάνεια ενός υλικού αυξάνεται καθώς μειώνεται το μέγεθος των σωματιδίων.

Ο ρυθμός αντίδρασης μπορεί να διπλασιαστεί ή να τριπλασιαστεί αυξάνοντας τη θερμοκρασία αντίδρασης κατά 10 βαθμούς Κελσίου. Αυτό συμβαίνει επειδή ο αριθμός των σωματιδίων με τη μικρότερη ποσότητα ενέργειας έχει αυξηθεί. Ο ρυθμός αντίδρασης επιβραδύνεται καθώς πέφτει η θερμοκρασία.

Χωρίς να καταναλωθούν στην αντίδραση, οι καταλύτες μπορούν να μειώσουν την ενέργεια ενεργοποίησης και να αυξήσουν τον ρυθμό αντίδρασης.

Οι διαφορές στις υποκείμενες δομές των αντιδρώντων ενδέχεται να δημιουργήσουν διακυμάνσεις στις ταχύτητες αντίδρασης. Λόγω της μεγαλύτερης ποσότητας ενέργειας, τα μόρια που συνδέονται με ισχυρότερους δεσμούς θα έχουν πιο αργούς ρυθμούς αντίδρασης από τα μόρια που ενώνονται με ασθενέστερους δεσμούς.