Ποιος είναι ο παράγοντας ελέγχου σε πολύ γρήγορη ετερογενή αντίδραση;
Εδώ είναι γιατί:
* ετερογενείς αντιδράσεις: Αυτές οι αντιδράσεις περιλαμβάνουν αντιδραστήρια σε διαφορετικές φάσεις (π.χ.,-στερεό, υγρό-στερεό). Η αντίδραση συμβαίνει στη διεπαφή μεταξύ αυτών των φάσεων.
* Γρήγορες αντιδράσεις: Μια γρήγορη αντίδραση σημαίνει ότι το ίδιο το χημικό βήμα είναι πολύ γρήγορο. Αυτό συνεπάγεται ότι η ενέργεια ενεργοποίησης για την αντίδραση είναι χαμηλή.
* Περιορισμός μεταφοράς μάζας: Δεδομένου ότι η αντίδραση είναι γρήγορη, ο ρυθμός της αντίδρασης συχνά περιορίζεται από το πόσο γρήγορα τα αντιδραστήρια μπορούν να φτάσουν στη διεπαφή και τα προϊόντα μπορούν να διαχέονται μακριά. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται μεταφορά μάζας.
Παράγοντες που επηρεάζουν τη μεταφορά μάζας:
* διάχυση: Ο ρυθμός με τον οποίο τα αντιδραστήρια και τα προϊόντα κινούνται μέσα από τις φάσεις.
* CONVECTION: Κίνηση των υγρών, τα οποία μπορούν να ενισχύσουν την ανάμιξη και επομένως τη μεταφορά μάζας.
* επιφάνεια: Μια μεγαλύτερη διεπαφή μεταξύ των φάσεων επιτρέπει μεγαλύτερη επαφή και ταχύτερη μεταφορά μάζας.
Παραδείγματα:
* καύση: Η καύση του καυσίμου είναι μια πολύ γρήγορη ετερογενής αντίδραση (αερίου-στερεό). Ο ρυθμός συχνά περιορίζεται από το πόσο γρήγορα το οξυγόνο διαχέεται στην επιφάνεια καύσης.
* Καταλυτικές αντιδράσεις: Πολλοί καταλύτες είναι στερεά και η αντίδραση εμφανίζεται στην επιφάνεια. Η ταχύτητα της αντίδρασης μπορεί να περιοριστεί από τον ρυθμό με τον οποίο τα αντιδραστήρια φθάνουν στην επιφάνεια του καταλύτη.
Σημαντική σημείωση: Ενώ η μεταφορά μάζας είναι συχνά ο περιοριστικός παράγοντας, υπάρχουν περιπτώσεις όπου ο ίδιος ο ρυθμός αντίδρασης μπορεί να περιοριστεί, ακόμη και σε γρήγορες αντιδράσεις. Αυτό μπορεί να συμβεί εάν η ενέργεια ενεργοποίησης εξακολουθεί να είναι αρκετά υψηλή για να επιβραδύνει την αντίδραση, παρόλο που τα αντιδραστήρια είναι άμεσα διαθέσιμα.
