- גורמים המשפיעים על קצב התגובה
- גודל החלקיקים של החומר
- מצבם הפיזי של החומרים
- ריכוז מגיב
- טֶמפֶּרָטוּרָה
- זרזים
- הפניות
מהירות התגובה הכימית היא המהירות בה מתרחשת התמרה של חומרים המכונים מגיבים, לחומרים אחרים המכונים מוצרים. הגורמים המשפיעים על המהירות יכולים להיות כמה; אופי החומרים המגיבים, גודל החלקיקים, המצב הגופני של החומרים …
המגיבים יכולים להיות אטומים או מולקולות המתנגשים או מתנגשים זה בזה וגורמים להתמוטטות של קשרים ביניהם. לאחר ההפסקה נוצרים איגרות חוב חדשות ויוצרים מוצרים.
אם לפחות אחד המגיבים נצרך בתגובה לחלוטין, ויוצר את המוצר במלואו, נאמר שהתגובה הייתה שלמה ורצה בכיוון אחד בלבד.
במקרים מסוימים התוצרים שנוצרו מתנגשים שוב ושוברים את קשריהם כדי להתארגן ולהפוך שוב לריאקטנטים. זה נקרא תגובה הפוכה.
שתי התגובות מתרחשות במהירויות שונות, אולם כאשר מהירות התגובה קדימה שווה למהירות התגובה ההפוכה, נוצר שיווי משקל קינטי, מה שאומר שהתגובה נמצאת בשיווי משקל.
גורמים המשפיעים על קצב התגובה
כל תגובה כימית נתונה לשורה של גורמים, הגורמים למהירות שלה לעבור במהירות או באטיות. אנו מוצאים תגובות המתרחשות תוך שניות, כמו פיצוצים, ואחרות שנמשכות זמן רב יותר, כגון חמצון של מוט ברזל שמונח בשטח פתוח.
גורמים אלה המשפיעים על קצב התגובה הכימית הם:
גודל החלקיקים של החומר
זה ידוע גם כמשטח מגע. אם יש לחומרים משטח מגע גדול, כלומר הם קומפקטיים מאוד, התגובה איטית יותר מאשר כאשר משטח המגע קטן.
דוגמא לכך היא התגובה של אלקה סלצר בטבליה ואלקה סלצר באבקה. אלקה סלצר היא תערובת של חומצה אצטיל סליצילית, עם נתרן ביקרבונט, סידן פוספט וחומצה לימונית.
אם החומרים הם מינים אטומיים, הם מראים גם שונות בתגובה שלהם בגלל גודל האטום ומספר האלקטרונים ברמה האחרונה שלו.
בשל כך, נתרן (Na) מגיב עם מים בצורה אלימה בהשוואה לסידן (Ca). באותה דרך, ברזל (Fe) מתחמצן בקלות על ידי פעולת אדי מים שנמצאת באוויר הסביבה, לעומת עופרת (Pb) שתגובתם איטית בהרבה.
למינים היוניים יש תגובה גבוהה מאוד (שיעורי תגובה נמוכים), בהשוואה למין הנייטרלי שלהם. לפיכך, Mg + 2 הוא תגובתי יותר מ- Mg.
מצבם הפיזי של החומרים
מצב הצבירה של המגיבים משפיע גם על קצב התגובה. במצב המוצק החלקיקים (אטומים) קרובים זה לזה מאוד, ולכן הניידות ביניהם מועטה מאוד וההתנגשויות איטיות מאוד.
במצב הנוזל לחלקיקים יש יותר ניידות, מה שהופך את התגובות למהירות יותר בהשוואה למצב המוצק.
במצב הגזי לתגובה יש מהירות גבוהה בהרבה, בזכות ההפרדה הגדולה בין חלקיקי המגיב.
כדי להגדיל את מהירות התגובה של חומר, ניתן להמיס אותו במים, באופן שהמולקולות מומסות והניידות ביניהן עולה.
ריכוז מגיב
ריכוז החומר מתייחס למספר החלקיקים (אטומים, יונים או מולקולות) הנמצאים בנפח נתון.
בתגובה כימית, אם יש הרבה חלקיקים, מספר ההתנגשויות ביניהם יהיה גבוה מאוד, כך שמהירות התגובה תהיה גבוהה.
ככל שריכוז המגיבים גבוה יותר, קצב התגובה של היווצרות המוצר יהיה גבוה יותר.
טֶמפֶּרָטוּרָה
במערכת המורכבת מגיבים, כל החלקיקים המרכיבים אותה נמצאים בתנועה, או רוטטים, כמו בחומרים מוצקים, או נעים במקרה של נוזלים וגזים.
בשני המקרים, E רטט ו- E קינטי נצפים בהתאמה. אנרגיות אלה עומדות ביחס ישר לטמפרטורה בה נמצאת המערכת.
ככל שטמפרטורת המערכת עולה עולה התנועות המולקולריות של החומרים.
ההתנגשויות ביניהם הולכות ומתעצמות, מספיק בכדי לגרום להתפרקות ויצירת קשרים, תוך התגברות על המכשול המהווה את אנרגיית ההפעלה Ea.
ככל שטמפרטורת המערכת עולה, תגובתיות עולה ומהירות התגובה נמוכה יותר, ולכן מהירה יותר.
זרזים
מדובר בחומרים כימיים המשפיעים על תגובה כימית, או מגבירים את קצב התגובה או מאטים אותה. המאפיין העיקרי שלה הוא שהוא אינו משתתף בתגובה הכימית, מה שאומר שבסוף התגובה ניתן לבודד אותה מהמערכת.
דוגמא לכך היא הידרוגנציה של תרכובת אורגנית בלתי רוויה עם ליתיום אלומיניום הידריד כזרז:
CH3 - CH = CH - CH3 + H2 CH3 - C2 - CH2 - CH3
במשוואה כימית, הזרז ממוקם מעל החץ המציין את כיוון התגובה.
בתגובה כימית יכול לקרות שגם הקטליזטור וגם המגיבים אינם במצב פיזי זה, סוג זה של מערכת ידוע בשם "הטרוגני".
אלה נקראים זרזי מגע. הזרזים ה"הומוגניים "הם אלה שיש להם מצב פיזי זהה של המגיבים ונקראים הובלה.
הפניות
- לוין, א. פיסיקו-כימיה. כרך ב '. מקגרו-היל 2004
- קפארלי, אלברטו לואיס פיזיקוכימיה בסיסית. ספר אלקטרוני.
- Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio, et.al (2016). קינטיקה של תגובות כימיות. התאושש: zaloamati.azc.uam.mx.
- אן מארי הלמנסטין, דוקטורט. גורמים המשפיעים על קצב התגובה הכימית. התאושש: thoughtco.com.