Faktory ovlivňující rychlost chemické reakce

Reakční kinetika studuje rychlost chemické reakce a faktory ovlivňující reakční rychlost.

Rychlost chemické reakce = úbytek látkového množství reaktantů nebo přírůstek látkového množství produktů za jednotku času:

aA + bB → cC

Rychlost reakce posuzujeme:

• podle úbytku látkového množství výchozí látky za časovou jednotku,

• podle přírůstku látkového množství některého z produktů za časovou jednotku.

jednotka:         

Pokud se objem reakční soustavy v průběhu chemického děje nemění, lze reakční rychlost vyjádřit pomocí Δ c (změna molární koncentrace).

Rychlosti chemických reakcí jsou různé:

• velmi rychlé: srážecí, neutralizační,

• pomalé: koroze.

Rychlost můžou ovlivňovat různí činitelé: koncentrace, reakční mechanismus, teplota, katalyzátor, vliv různého záření, elektrický výboj, skupenský stav, velikost povrchu látky.

Vliv koncentrace výchozích látek

Vliv koncentrace výchozích látek na rychlost chemické reakce je charakterizována Guldberg - Waagovým zákonem: Rychlost chemické reakce je přímo úměrná koncentraci reaktantů.

v = k•[A]^α•[B]^β

v ... rychlost chemické reakce, k ... rychlostní konstanta (závislá na teplotě), [A], [B] ... koncentrace výchozích látek, α, β ... dílčí řády chemické reakce

Z tohoto vztahu vyplývá, že chemická reakce probíhá tím rychleji, čím jsou reaktanty koncentrovanější.

Vliv reakčního mechanismu

Rychlost chemické reakce je dána rychlostí pomalého dílčího děje reakčního mechanismu.

Molekularita chemické reakce vyjadřuje počet částic, které se musí srazit, aby chemický děj proběhl.

Vliv teploty

U tohoto faktoru se uplatňuje van´t Hoffovo pravidlo:

S nárůstem teploty o 10 ⁰C roste reakční rychlost v průměru 2-4 krát.

S rostoucí teplotou tedy roste frekvence srážek částic ⇒ roste počet částic schopných překonat aktivační energii.

Vliv specifického povrchu

Plošný obsah reagujících látek je rovněž faktorem, který ovlivňuje rychlost chemické reakce. 

Čím je výchozí látka rozptýlenější (má větší specifický povrch), tím probíhá reakce rychleji.

Vliv katalyzátoru

Katalyzátor snižuje aktivační energii děje ⇒ zvyšuje rychlost chemického děje.

I když se katalyzátor zapojuje do aktivovaného komplexu, obnovuje se v ideálním případě v nezměněném množství a kvalitě a není součástí produktů.

Látky, které reagují s katalyzátorem a mění ho na neúčinnou sloučeninu, se označují jako katalyzátorové jedy.                

Obr. 1: Jed

Příklad:

• uhlík a jeho sloučeniny jsou katalyzátorovým jedem pro železo,

• síra a její sloučeniny jsou katalyzátorovým jedem pro platinu atd.

Existují naopak látky, které tvoří s reaktanty aktivovaný komplex, jehož energie je vyšší než energie aktivovaného komplexu bez těchto látek. Tyto látky se označují jako inhibitory.

Inhibitor tedy zvyšuje aktivační energii děje ⇒ snižuje rychlost chemického děje.

Zdroje

• FLEMR, Vratislav a Bohuslav DUŠEK. Chemie I/Obecná a anorganická. 1. vydání. Praha: SPN, 2001, ISBN 80-7235-147-8.
• HONZA, Jaroslav a Aleš MAREČEK. Chemie pro čtyřletá gymnázia 1. díl. Brno: DaTaPrintBrno, 1996, ISBN 80-902200-4-5.  
• ŠRÁMEK, Vratislav a Ludvík KOSINA. Obecná a anorganická chemie. 1. vydání. Olomouc: FIN, 1996, ISBN 80-7182-003-2.

Obrázky

• Obr. 1: volné dílo.commons.wikimedia.org [online]. [cit.10.4.2014]. Dostupný na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hazard_T.svg?uselang=cs

• Obr. 3: Yad Vashem.commons.wikimedia.org [online]. [cit.10.6.2014]. Dostupný na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:CyklonB.jpg?uselang=cs

Pokud není uvedeno jinak, autorem obrázků je Mgr. Marie Jankovská.