8. Reaktionopeuteen vaikuttavat tekijät, TÄRKEÄ
OPETTELE TUMMENNETUN KOHDAN SELITYKSET
Kemiallisen reaktion reaktionopeuteen vaikuttavat monet tekijät:
- ainepari eli mitkä aineet reagoivat keskenään
- lämpötila
- hienojakoisuus
- väkevyys
- tilavuus
- sekoitus
- olomuoto
- katalyytti.
1. Ainepari
Aineen kemiallinen koostumus ja sen atomirakenne määräävät sen, miten helposti aineet reagoivat keskenään. Yleensä aineet reagoivat keskenään sitä herkemmin, mitä kauempana toisistaan ne sijaitsevat alkuaineiden jaksollisessa järjestelmässä.
Aineen jaksollisesta järjestelmästä opit lisää pääluvussa Aineen rakenne.
2. Lämpötila, LUE TARKASTI
Hiukkasten liike-energia kasvaa, kun lämpötila kohoaa. Silloin myös reaktioon johtavien suotuisten törmäysten määrä aikayksikössä kasvaa. Tämän takia lämpötilan nostaminen yleensä nopeuttaa reaktioita. Vastaavasti reaktiot hidastuvat sitä enemmän, mitä kylmempää on. Lämpötilan kohottamista hyödynnetään ruoanvalmistuksessa ja lämpötilan laskemista ruoka-aineiden säilyttämisessä jääkaapissa. Myös kännykkä toimii kylmässä hitaammin, koska sähköä tuottavien reaktioiden nopeus on pienempi.
Oikeanpuoleisessa dekantterilasissa on korkeampi lämpötila.
3. Hienojakoisuus, LUE TARKASTI
Kemiallisen reaktion todennäköisyys kasvaa sitä suuremmaksi, mitä hienojakoisempaa aine on. Hienojakoisessa aineessa reagoivan aineen pinta-ala on suurempi, joten reaktioon johtavia törmäyksiä tapahtuu useammin. Hienojakoisuutta hyödynnetään esimerkiksi puiden pilkkomisessa. Vaarallisen suureksi pinta-ala kasvaa hienojakoisen pölyn kohdalla sahalla ja leipomossa, jossa aine voi syttyä palamaan räjähdyksenomaisesti.
4. Väkevyys
Aineiden väkevyys vaikuttaa samalla tavoin kuin pinta-alan kasvattaminen. Väkevässä liuoksessa on enemmän hiukkasia tilavuusyksikköä kohden kuin laimeassa liuoksessa, joten reaktioon johtavien suotuisten törmäysten lukumäärä on suurempi.
5. Tilavuus
Tilavuuden kasvaessa reagoivien aineiden pitoisuudet pienenevät ja siten myös reaktionopeus pienenee. Tilavuuden pienentäminen sen sijaan suurentaa reagoivien aineiden pitoisuutta.6. Sekoitus
Sekoittaminen vaikuttaa samalla tavalla kuin pinta-alan kasvattaminen. Sekoittaminen lisää reaktiopinta-alaa ja edistää reagoivien aineiden pääsemistä toistensa kanssa kosketuksiin.
Laboratoriossa sekoittaminen tehdään usein koneellisesti magneettisekoittajalla.
7. Olomuoto
Kemialliset reaktiot ovat mahdollisia kaikissa olomuodoissa. Kaasut ovat herkkäliikkeisempiä kuin nesteet ja nesteet herkkäliikkeisempiä kuin kiinteät aineet. Reaktiot kaasujen välillä tapahtuvat yleensä nopeimmin ja kiinteiden välillä hitaimmin. Nesteiden reaktiot ovat tältä väliltä. Olomuodon lisäksi merkittävästi vaikuttaa aineen kemiallinen koostumus. Esimerkiksi typpi kaasumaisena aineena on hyvin passiivinen, kun taas metallinen rauta reagoi helposti jo ilman hapen kanssa.
8. Katalyytti, LUE TARKASTI
Katalyytti on aine, joka nopeuttaa kemiallista reaktiota, mutta ei itse kulu reaktiossa. Se osallistuu kemialliseen reaktioon, mutta ei ole reaktion alku- tai lopputuote. Inhibiittori on aine, joka hidastaa reaktiota.