5. Velocitat en les reaccions
Encara que posem la fusta en la xemeneia per si sola no prendrà. El mateix passa amb un llumí o un encenedor. Si premem la palanca de l'encenedor, el gas surt del seu dipòsit, però no crema.
Perquè una reacció comenci necessita energia, energia que es coneix amb el nom d'energia d'activació. Per això perquè el llumí s'encengui cal fregar-lo amb el gratador de la caixa de llumins. Així el llumí s'escalfa i el combustible del seu cap pren, aquesta calor subministrada amb el frotamiento és l'energia d'activació.
Teoria de col·lisions: En una reacció química, les molècules dels reactius han de xocar, per a poder trencar-se, intercanviar els seus àtoms i produir substàncies noves. Perquè això passi el xoc ha de ser suficientment fort, és a dir, les molècules s'han de moure a suficient velocitat per assolir l'energia d'activació, i a més ha de tenir l'orientació espaial adequada, el xoc ha d'estar ben dirigit. És el que s'anomena un xoc eficaç.
Simulació: Teoria col·lisions (H2+I2)
Simulació: Teoria de col·lisions (K+CH3I)
Exercici: Energia d'activació (Aneu a Actividades. En el ordenador)
Energia d'activació i orientació
La velocitat de reacció és la velocitat a què es produeix una reacció química. Relaciona el canvi en la concentració dels reactius o els productes amb el temps.
Al principi de la reacció, quan la concentració de reactius és alta, la probabilitat de què les molècules dels reactius xoquin és més alta i per tant la velocitat també ho és; a mesura que la reacció progressa, la concentració de reactius disminueix gradualment i arriba a zero quan tota la substància ha reaccionat.
Factors que modifiquen la velocitat de reacció:
En una reacció química poden intervenir diversos factors que s'encarreguen de modificar (ja sigui augmentant o disminuint) la rapidesa de la mateixa. Aquests factors són:
1. Temperatura: a major temperatura, major rapidesa de reacció. Per norma general, la rapidesa de reacció augmenta amb la temperatura perquè en augmentar-la incrementa la energia cinètica de les molèculas. Amb major energia cinètica, les molècules es mouen més ràpid i xoquen amb més freqüència i amb més energia.
2. Superfície de contacte: a major superfície de contacte, major rapidesa de reacció. La superfície de contacte determina el nombre d'àtoms i molècules disponibles per a la reacció i susceptibles de provocar xocs eficaços. A major grandària de partícula, menor superfície de contacte per a la mateixa quantitat de matèria.
3. Estat d'agregació: el estat d'agregació és l'estat en el qual es troba la matèria i depèn de les seves característiques físiques i químiques. L'estat d'agregació que presenta major rapidesa de reacció és el gasós, seguit de l'estat líquid i finalment els sòlids.
4. Concentració: a major concentració (major presència de molècules per unitat de volum), major rapidesa de reacció d'un dels reactius, ja que augmenta el nombre de xocs eficaços. La concentració es refereix a la quantitat d'àtoms i molècules presents en un compost o barreja.
5. Catalitzadors: els catalitzadors són substàncies que modifiquen la rapidesa d'una reacció sense sofrir canvi aparent en el seu composicion o en el seu pes. La forma d'acció dels mateixos és modificant el mecanisme de reacció,de forma que l'energia d'activació és menor.
Existeixen catalitzadors homogenis, que es troben en la mateixa fase que els reactius (per exemple, el ferro III en la descomposició del peròxid d'hidrogen) i catalitzadors heterogenis, que es troben en diferent fase (per exemple la malla de platí en les reaccions d'hidrogenació).
Simulació: Factors que modifiquen la velocitat de reacció
Simulació: Catàlisi heterogènia
Simulació: Catàlisi de l'etilè amb hidrogen (heterogènia)