Sisältö
Reaktionopeus on erittäin tärkeä huomio kemiassa, etenkin kun reaktioilla on teollista merkitystä. Reaktio, joka vaikuttaa hyödylliseltä, mutta etenee liian hitaasti, ei ole hyödyllinen tuotteen valmistuksessa. Termodynamiikka suosii esimerkiksi timanttimuutosta grafiitiksi, mutta etenee onneksi melkein huomaamatta. Toisaalta liian nopeasti liikkuvat reaktiot voivat joskus tulla vaarallisiksi. Reaktionopeutta säätelevät useat tekijät, jotka kaikki voivat vaihdella kontrolloiduissa olosuhteissa.
Lämpötila
Kemikaalien lämpötilan nostaminen lisää melkein hyvin tapauksissa niiden reaktionopeutta. Tämä reaktio johtuu tekijästä, joka tunnetaan nimellä "aktivointienergia". Reaktion aktivointienergia on vähimmäisenergia, jota kaksi molekyyliä tarvitaan, jotta ne törmäävät yhdessä riittävän voiman kanssa reagoidakseen. Lämpötilan noustessa molekyylit liikkuvat voimakkaammin, ja useammilla niistä on vaadittava aktivointienergia, mikä lisää reaktionopeutta. Hyvin karkea nyrkkisääntö on, että reaktionopeus kaksinkertaistuu jokaista 10 astetta lämpötilan nousua kohden.
Keskittyminen ja paine
Kun kemialliset reagenssit ovat samassa tilassa - molemmat esimerkiksi liuotettuna nesteeseen -, reagenssien konsentraatio vaikuttaa tyypillisesti reaktionopeuteen. Yhden tai useamman reagenssin konsentraation lisääminen lisää normaalisti reaktionopeutta jossain määrin, koska reagoimaan tulee enemmän molekyylejä aikayksikköä kohti. Aste, johon reaktio nopeutuu, riippuu reaktion tietystä "järjestyksestä". Kaasufaasireaktioissa paineen nostaminen nostaa reaktionopeutta usein samalla tavalla.
keskikokoinen
Erityisellä reaktion sisältämiseen käytetyllä väliaineella voi joskus olla vaikutus reaktionopeuteen. Monet reaktiot tapahtuvat jonkin tyyppisessä liuottimessa, ja liuotin voi lisätä tai vähentää reaktionopeutta reaktion tapahtumisen perusteella. Voit nopeuttaa reaktioita, joihin liittyy varautuneita välituotteita, esimerkiksi käyttämällä erittäin polaarista liuotinta, kuten vettä, joka stabiloi kyseisen lajin ja edistää sen muodostumista ja sitä seuraavaa reaktiota.
katalysaattorit
Katalyytit pyrkivät lisäämään reaktionopeutta. Katalyytti toimii muuttamalla reaktion normaalin fysikaalisen mekanismin uuteen prosessiin, joka vaatii vähemmän aktivointienergiaa. Tämä tarkoittaa, että missä tahansa lämpötilassa useammalla molekyylillä on alhaisempi aktivointienergia ja ne reagoivat. Katalyytit suorittavat tämän monin tavoin, vaikkakin yksi menetelmä on katalysaattorin toimia pinnana, jolla kemialliset aineet imeytyvät ja pidetään suotuisassa asennossa seuraavaa reaktiota varten.
Pinta-ala
Reaktioissa, joissa on mukana yksi tai useampi kiinteä, massafaasireagenssi, kyseisen kiinteän faasin paljastettu pinta-ala voi vaikuttaa nopeuteen. Normaalisti havaittava vaikutus on, että mitä suurempi pinta-ala paljastuu, sitä nopeampi nopeus. Tämä tapahtuu, koska massafaasilla ei ole pitoisuutta sellaisenaan, joten se voi reagoida vain paljaalla pinnalla. Esimerkki olisi rautasangon ruostuminen tai hapettuminen, joka etenee nopeammin, jos palkin pinta-ala paljastuu enemmän.