Chemicy, chcąc otrzymać produkt do dalszego użytku, muszą taką reakcję chemiczną zaplanować. Aby proces był korzystny, musi zachodzić w odpowiednim tempie. Gdyby wytwarzanie płynu czyszczącego czy płynu hamulcowego trwało ponad rok, nie byłoby to w ogóle opłacalne. Podobnie byłoby w sytuacji, gdyby produkcja zachodziła zbyt szybko – mogłoby to grozić wybuchem. Dlatego m.in. laboranci wolą kontrolować szybkość reakcji chemicznychszybkość reakcji chemicznejszybkość reakcji chemicznych. W niektórych przypadkach można przyspieszyć reakcje, które są zbyt wolne, lub spowolnić, kiedy są one zbyt szybkie. Chcąc uzyskać kontrolę nad szybkością reakcji chemicznej, należy znać czynniki na nią wpływające.

Do takich czynników, wpływających na szybkość reakcji chemicznych, zaliczamy:

• temperaturę;

• stężenie reagentów;

• ciśnienie (dla reakcji, w których występuje faza gazowa);

• rozdrobnienie substratówsubstratsubstratów;

• katalizatory.

Duży wpływ na szybkość reakcji ma stopień rozdrobnienia substratów. Wynika to faktu, że reakcja chemiczna może zachodzić tylko w miejscu, w którym reagujące substancje stykają się ze sobą, np. na powierzchni metalu zanurzonego w roztworze. Im powierzchnia styku jest większa, tym szybkość reakcji chemicznej wzrasta. Dlatego rozdrobnienie substratu wpływa na zwiększenie jego powierzchni, z kolei zwiększenie powierzchni, gdzie może zachodzić reakcja, powoduje zwiększenie szybkości reakcji.

RRSwXqU5HvH2g

Ilustracja przedstawia dwa szklane naczynia stojące obok siebie oznaczone numerem 1 i 2. W obydwu naczyniach w cieczy w postaci jasnobrązowych kulek znajdują się atomy magnezu oraz w postaci niebieskich kulek są kationy wodoru. W naczyniu numer 1 na dnie są małe czarne kulki, przylegają do siebie - to aniony chlorkowe. W naczyniu numer 2 aniony chlorkowe występują pomiędzy atomami magnezu i kationami wodoru w postaci złączonych trzech lub dwóch czarnych kulek.

Na przykład, jeśli dodamy kawałek metalu do zlewki z kwasem, kwas początkowo będzie oddziaływać na zewnętrzną część metalu. Wewnętrzna część zacznie reagować dopiero, gdy zewnętrzna się roztworzy. Z drugiej strony, jednakowa ilość proszku metalicznego reaguje szybciej w kwasie, ponieważ jego postać posiada większą powierzchnię aktywną. Tym samym wzrasta możliwość zderzeń aktywnychteoria zderzeńzderzeń aktywnych. Kwas roztwarza więc proszek metaliczny równomiernie.

Rozdrobnienie substratów ma wpływ na szybkość reakcji. Im bardziej rozdrobnione ciało stałe, większa powierzchnia styku, tym więcej indywiduów zderza sięzderzenie efektywnezderza się ze sobą i wzrasta szybkość reakcji chemicznej. Aby więc przyspieszyć reakcję chemiczną, należy zwiększyć powierzchnię kontaktu reagujących substratów, czyli je rozdrobnić. Czasami, jak w przypadku mąki, jest to niekorzystne zjawisko. W zakładach, gdzie używa się dużych ilości mąki pszennej, zabronione jest używanie otwartego ognia, a maszyny, które pracują w tych pomieszczeniach, muszą mieć dokładnie nasmarowane wszystkie elementy, gdzie następuje tarcie. W przeciwnym wypadku może dojść do wytworzenia iskry, a rozpylona w powietrzu mąka może spowodować wybuch. Podobnie zachowuje się żelazo w postaci nanoproszku – w połączeniu z powietrzem może dojść do wybuchu, co również jest spowodowane rozdrobnieniem i dużą powierzchnią tych substancji.

Słownik

Bibliografia

Atkins P., Jones J., Chemical Principles: The Quest for Insight, 5th Edition, New York 2009.

Penkala T., Podstawy Chemii Ogólnej, Warszawa 1982.

Encyklopedia PWN