Πώς επηρεάζει η συγκέντρωση το ρυθμό χημικής αντίδρασης;
Η θεωρία σύγκρουσης
Η θεμελίωση της κατανόησης αυτής της σχέσης έγκειται στη θεωρία σύγκρουσης . Αυτή η θεωρία δηλώνει ότι για να συμβεί μια αντίδραση, τα μόρια αντιδραστηρίων πρέπει:
1. συγκρούσεις: Τα μόρια πρέπει να χτυπήσουν φυσικά το ένα στο άλλο.
2. συγκρούονται με επαρκή ενέργεια: Η σύγκρουση πρέπει να έχει αρκετή ενέργεια για να σπάσει τα υπάρχοντα ομόλογα και να σχηματίσει νέους.
3. συγκρούονται με τον σωστό προσανατολισμό: Τα μόρια πρέπει να προσανατολίζονται με τρόπο που να επιτρέπει στην αλληλεπίδραση των αντιδραστικών τμημάτων.
Συχνότητα συγκέντρωσης και σύγκρουσης
* Η υψηλότερη συγκέντρωση σημαίνει περισσότερα μόρια σε ένα δεδομένο χώρο: Όταν αυξάνετε τη συγκέντρωση των αντιδραστηρίων, ουσιαστικά πλήττοντας το δοχείο αντίδρασης. Αυτό οδηγεί σε συχνότερες συγκρούσεις μεταξύ των αντιδραστικών μορίων.
* Περισσότερες συγκρούσεις οδηγούν σε πιο επιτυχημένες αντιδράσεις: Δεδομένου ότι ο ρυθμός αντίδρασης εξαρτάται από τη συχνότητα των επιτυχημένων συγκρούσεων, η υψηλότερη συγκέντρωση αυξάνει τον ρυθμό αντίδρασης.
Παράδειγμα:
Φανταστείτε ένα γεμάτο χορό. Όσο περισσότεροι άνθρωποι εκεί (υψηλότερη συγκέντρωση), τόσο πιο πιθανό είναι ότι δύο άνθρωποι θα χτυπήσουν ο ένας στον άλλο (συγκρούσεις). Ορισμένες από αυτές τις συγκρούσεις μπορεί να οδηγήσουν σε χορό (επιτυχημένες αντιδράσεις).
Ο νόμος περί επιτοκίων
Η ποσοτική σχέση μεταξύ συγκέντρωσης και ρυθμού αντίδρασης εκφράζεται από τον νόμο περί ποσοστού . Είναι γενικά γραμμένο ως:
rate =k [a]^m [b]^n
Οπου:
* RATE: Η ταχύτητα της αντίδρασης.
* k: Η σταθερά ρυθμού, ειδική για την αντίδραση σε μια δεδομένη θερμοκρασία.
* [a], [b]: Οι συγκεντρώσεις των αντιδραστηρίων Α και Β.
* m, n: Οι εντολές αντίδρασης, υποδεικνύοντας την ευαισθησία του ρυθμού στις μεταβολές της συγκέντρωσης κάθε αντιδραστηρίου.
Σημαντικά σημεία:
* Όλες οι αντιδράσεις επηρεάζονται εξίσου από τη συγκέντρωση: Η σειρά της αντίδρασης καθορίζει πόσο ο ρυθμός αλλάζει με τη συγκέντρωση. Για παράδειγμα, μια αντίδραση που είναι πρώτης τάξης σε σχέση με ένα συγκεκριμένο αντιδραστήριο θα διπλασιάσει τον ρυθμό της όταν η συγκέντρωση αυτού του αντιδραστηρίου διπλασιάζεται.
* Η συγκέντρωση είναι μόνο ένας παράγοντας: Η θερμοκρασία, η επιφάνεια και η παρουσία καταλυτών επηρεάζουν επίσης σημαντικά τους ρυθμούς αντίδρασης.
Περίληψη:
Η υψηλότερη συγκέντρωση γενικά οδηγεί σε ταχύτερο ρυθμό αντίδρασης επειδή αυξάνει τη συχνότητα των επιτυχημένων συγκρούσεων μεταξύ των μορίων αντιδραστηρίων. Η ακριβής σχέση διέπεται από τον νόμο για την επιτόκιο για τη συγκεκριμένη αντίδραση.
