Cinq facteurs qui affectent les taux de réaction

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Auteur: Louise Ward
Date De Création: 8 Février 2021
Date De Mise À Jour: 19 Novembre 2024
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Cinq facteurs qui affectent les taux de réaction - Science
Cinq facteurs qui affectent les taux de réaction - Science

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La vitesse d'une réaction est une considération très importante en chimie, en particulier lorsque les réactions ont une importance industrielle. Une réaction qui semble utile mais qui progresse trop lentement ne sera pas utile pour fabriquer un produit. La conversion du diamant en graphite, par exemple, est favorisée par la thermodynamique mais heureusement, elle se fait presque imperceptiblement. Inversement, les réactions trop rapides peuvent parfois devenir dangereuses. La vitesse de réaction est contrôlée par plusieurs facteurs, qui peuvent tous être modifiés dans des conditions contrôlées.


Température

Dans presque tous les cas, l’élévation de la température des produits chimiques augmente leur vitesse de réaction. Cette réaction est due à un facteur appelé "énergie d'activation". L'énergie d'activation d'une réaction est l'énergie minimale dont deux molécules ont besoin pour entrer en collision avec suffisamment de force pour réagir. À mesure que la température augmente, les molécules se déplacent plus vigoureusement et davantage d'entre elles possèdent l'énergie d'activation requise, ce qui augmente la vitesse de la réaction. Une règle très grossière est que le taux de réaction double pour chaque augmentation de température de 10 degrés Celsius.

Concentration et pression

Lorsque les réactifs chimiques sont dans le même état - tous deux dissous dans un liquide, par exemple - la concentration des réactifs affecte généralement la vitesse de réaction. L'augmentation de la concentration d'un ou plusieurs réactifs augmentera normalement la vitesse de réaction dans une certaine mesure, car il y aura plus de molécules à réagir par unité de temps. Le degré d'accélération de la réaction dépend de "l'ordre" de la réaction. Dans les réactions en phase gazeuse, l'augmentation de la pression augmente souvent la vitesse de réaction de manière similaire.


Moyen

Le milieu particulier utilisé pour contenir la réaction peut parfois avoir un effet sur la vitesse de réaction. De nombreuses réactions ont lieu dans un type de solvant, et le solvant peut augmenter ou diminuer la vitesse de réaction en fonction de la façon dont la réaction se produit. Vous pouvez accélérer les réactions impliquant une espèce intermédiaire chargée, par exemple en utilisant un solvant hautement polaire tel que l'eau, qui stabilise cette espèce et favorise sa formation et sa réaction ultérieure.

Des catalyseurs

Les catalyseurs agissent pour augmenter la vitesse d'une réaction. Un catalyseur agit en modifiant le mécanisme physique normal de la réaction en un nouveau processus nécessitant moins d'énergie d'activation. Cela signifie qu'à une température donnée, plus de molécules posséderont cette énergie d'activation inférieure et réagiront. Les catalyseurs y parviennent de diverses manières, bien que l’un des processus consiste à faire en sorte que le catalyseur agisse comme une surface où les espèces chimiques sont absorbées et maintenues dans une position favorable pour une réaction ultérieure.


Surface

Pour les réactions impliquant un ou plusieurs réactifs en phase solide, la surface exposée de cette phase solide peut influer sur la vitesse. L’effet généralement observé est que plus la surface exposée est grande, plus le taux est rapide. Cela se produit car une phase en vrac n'a pas de concentration en tant que telle et ne peut donc réagir qu'à la surface exposée. Un exemple serait la rouille, ou l'oxydation, d'une barre de fer, qui se déroulera plus rapidement si une plus grande surface de la barre est exposée.