化学反応速度に影響を与える要因

Geir Pettersen /ゲッティイメージズ

アクションが化学反応の進行速度に影響を与えるかどうかを予測できると便利です。いくつかの要因が化学反応速度に影響を与える可能性があります。

一般に、粒子間の衝突回数を増加させる要因は反応速度を増加させ、粒子間の衝突回数を減少させる要因は反応速度を低下させます。化学反応レート。

反応物の濃度

反応物の濃度が高いほど、単位時間あたりの衝突がより効果的になり、反応速度が向上します (ゼロ次反応を除く)。反応率 .

使用分圧それらの濃度の尺度としての気体状態の反応物の。

通常、温度の上昇は反応速度の増加を伴います。温度は運動エネルギーしたがって、温度が高いほど、分子の平均運動エネルギーが高くなり、単位時間あたりの衝突が多くなります。

ほとんどの (すべてではない) 化学反応の一般的なルールは、温度が摂氏 10 度上昇するごとに、反応の進行速度が約 2 倍になるというものです。温度が特定のポイントに達すると、一部の化学種が変化する可能性があり (タンパク質の変性など)、化学反応減速または停止します。

のレート化学反応反応が起こる媒体に依存します。媒体が水性であるか有機であるかによって違いが生じる場合があります。極性または非極性;または液体、固体、または気体。

液体、特に固体を含む反応は、利用可能な表面積に依存します。固体の場合、反応物の形状とサイズが反応速度に大きな違いをもたらします。

触媒 (例えば、酵素) 化学反応の活性化エネルギーを下げ、プロセスで消費されることなく化学反応の速度を上げます。

触媒は、反応物間の衝突の頻度を増やしたり、より多くの衝突が効果的になるように反応物の向きを変更したり、反応物分子内の分子内結合を減らしたり、反応物に電子密度を与えたりすることによって機能します。触媒の存在は、反応がより迅速に平衡に達するのを助けます。

触媒以外にも、他の化学種が反応に影響を与える可能性があります。水素イオンの数 (水溶液の pH) は、反応率 .他の化学種が反応物をめぐって競合したり、配向、結合、電子密度など、それによって反応速度が低下します。

反応の圧力を上げると、反応物が互いに相互作用する可能性が高まり、反応速度が上がります。ご想像のとおり、この係数は気体が関与する反応では重要であり、液体や固体では重要な要素ではありません。

反応物を混合すると、相互作用する能力が高まり、化学反応の速度が上がります。

以下のチャートは、反応率に影響を与える主な要因をまとめたものです。通常、最大の効果があり、それ以降は係数を変更しても効果がないか、反応が遅くなります。たとえば、特定のポイントを超えて温度を上げると、反応物が変性したり、まったく異なる化学反応を起こしたりする可能性があります。

要素	反応率への影響
温度	温度を上げると反応速度が上がる
プレッシャー	圧力を上げると反応速度が上がる
集中	溶液中で、反応物の量を増やすと反応速度が上がります
物質の状態	気体は液体よりも反応しやすく、液体は固体よりも反応しやすい
触媒	触媒は活性化エネルギーを下げ、反応速度を上げます
混合	反応物を混合すると反応速度が向上します