화학 반응의 속도는 반응물이라고하는 물질이 제품이라고하는 다른 물질로 변형되는 속도입니다. 속도에 영향을 미치는 요인은 여러 가지가 있습니다. 시약의 특성, 입자 크기, 물질의 물리적 상태 …
반응물은 서로 충돌하거나 충돌하여 이들 사이의 결합을 파괴하는 원자 또는 분자 일 수 있습니다. 휴식 후 새로운 채권이 생성되고 제품이 형성됩니다.
반응물 중 적어도 하나가 반응에서 완전히 소모되어 생성물을 완전히 형성하면 반응이 완료되고 한 방향으로 만 진행된다고합니다.
어떤 경우에는 형성된 생성물이 다시 충돌하여 결합을 끊고 다시 반응물이됩니다. 이것을 역반응이라고합니다.
두 반응은 서로 다른 속도로 발생하지만 순방향 반응의 속도가 역반응의 속도와 같으면 운동 평형이 설정되어 반응이 평형 상태에 있음을 의미합니다.
반응 속도에 영향을 미치는 요인
모든 화학 반응은 속도를 빠르게 또는 느리게하는 일련의 요인의 영향을받습니다. 폭발과 같은 몇 초 안에 일어나는 반응과 개방 된 철 막대의 산화와 같이 조금 더 오래 걸리는 반응을 발견합니다.
화학 반응 속도에 영향을 미치는 이러한 요소는 다음과 같습니다.
물질 입자 크기
접촉면이라고도합니다. 물질의 접촉면이 크면, 즉 매우 조밀하면 접촉면이 작을 때보 다 반응이 느립니다.
예를 들면 알 카셀 터 정제와 분말 알 카셀 터의 반응이다. Alka seltzer는 아세틸 살리실산과 중탄산 나트륨, 인산 칼슘 및 구연산의 혼합물입니다.
물질이 원자 종인 경우 원자의 크기와 마지막 수준의 전자 수로 인해 반응성의 변화도 나타납니다.
이로 인해 나트륨 (Na)은 칼슘 (Ca)에 비해 물과 격렬하게 반응합니다. 마찬가지로 철 (Fe)은 반응이 훨씬 느린 납 (Pb)에 비해 주변 공기에 존재하는 수증기의 작용에 의해 쉽게 산화됩니다.
이온 종은 중성 종에 비해 반응성이 매우 높습니다 (낮은 반응 속도). 따라서 Mg + 2는 Mg보다 반응성이 높습니다.
물질의 물리적 상태
반응물의 응집 상태도 반응 속도에 영향을 미칩니다. 고체 상태에서 입자 (원자)는 서로 매우 가깝기 때문에 이들 사이의 이동성은 매우 적고 충돌이 매우 느립니다.
액체 상태에서 입자는 더 많은 이동성을 가지므로 고체 상태에 비해 반응이 더 빠릅니다.
기체 상태에서는 시약 입자 사이의 큰 분리 덕분에 반응 속도가 훨씬 빠릅니다.
물질의 반응 속도를 높이기 위해 분자가 용해되고 분자 사이의 이동성이 증가하는 방식으로 물에 용해 될 수 있습니다.
시약 농도
물질의 농도는 주어진 부피에있는 입자 (원자, 이온 또는 분자)의 수를 나타냅니다.
화학 반응에서 입자가 많으면 충돌 횟수가 매우 높아 반응 속도가 빠릅니다.
반응물의 농도가 높을수록 생성물 형성의 반응 속도가 높아집니다.
온도
시약으로 구성된 시스템에서이를 구성하는 모든 입자는 고체 물질 에서처럼 진동하거나 액체 및 기체의 경우 이동하면서 움직입니다.
두 경우 모두 진동 E와 운동 E가 각각 관찰됩니다. 이러한 에너지는 시스템이있는 온도에 정비례합니다.
시스템의 온도가 증가함에 따라 물질의 분자 이동이 증가합니다.
그들 사이의 충돌은 활성화 에너지 Ea를 구성하는 장애물을 극복하고 결합의 파괴와 형성을 일으킬 정도로 강해집니다.
시스템의 온도가 증가함에 따라 반응성이 증가하고 반응 속도가 낮아 지므로 더 빠릅니다.
촉매
그들은 반응 속도를 높이거나 늦추는 화학 반응에 영향을 미치는 화학 물질입니다. 주요 특징은 화학 반응에 참여하지 않는다는 것입니다. 즉, 반응이 끝나면 시스템에서 분리 할 수 있습니다.
예를 들어 리튬 알루미늄 수 소화물을 촉매로 사용하여 불포화 유기 화합물의 수소화 반응을들 수 있습니다.
CH3-CH = CH-CH3 + H2 CH3-C2-CH2-CH3
화학 방정식에서 촉매는 반응 방향을 나타내는 화살표 위에 배치됩니다.
화학 반응에서 촉매와 반응물이 동일한 물리적 상태에 있지 않을 수 있습니다. 이러한 유형의 시스템을 "이종"이라고합니다.
이를 접촉 촉매라고합니다. "균질 한"촉매는 반응물의 물리적 상태가 같고 수송이라고하는 촉매입니다.
참고 문헌
- Levine, I. 물리 화학. vol.2. McGraw-Hill 2004
- Capparelli, Alberto Luis 기본 물리 화학. 전자 책.
- Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio, et.al (2016). 화학 반응의 역학. 회수 됨 : zaloamati.azc.uam.mx.
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. 화학 반응 속도에 영향을 미치는 요인. 회수 됨 : thoughtco.com.