5 FACTOREN DIE DE REACTIESNELHEID BEÏNVLOEDEN - CHEMIE - 2026

De snelheid van een chemische reactie is de snelheid waarmee de omzetting van stoffen die reactanten worden genoemd, plaatsvindt in andere stoffen die producten worden genoemd. De factoren die de snelheid beïnvloeden, kunnen verschillende zijn; aard van reagentia, deeltjesgrootte, fysische toestand van stoffen …

De reactanten kunnen atomen of moleculen zijn die met elkaar botsen of botsen, waardoor de bindingen tussen hen worden verbroken. Na de pauze worden nieuwe banden gecreëerd en worden producten gevormd.

Als ten minste één van de reactanten volledig wordt verbruikt in de reactie, waarbij het product volledig wordt gevormd, wordt gezegd dat de reactie voltooid is en slechts in één richting wordt uitgevoerd.

In sommige gevallen botsen de gevormde producten opnieuw en breken hun bindingen om te reorganiseren en weer reactanten te worden. Dit wordt een omgekeerde reactie genoemd.

Beide reacties vinden plaats met verschillende snelheden, maar wanneer de snelheid van de voorwaartse reactie gelijk is aan de snelheid van de omgekeerde reactie, wordt een kinetisch evenwicht tot stand gebracht, wat betekent dat de reactie in evenwicht is.

Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden

Elke chemische reactie is onderhevig aan een reeks factoren, die ervoor zorgen dat de snelheid ervan snel of langzaam gaat. We vinden reacties die binnen enkele seconden plaatsvinden, zoals explosies, en andere die iets langer duren, zoals de oxidatie van een ijzeren staaf die in de open lucht wordt uitgestoken.

Deze factoren die de snelheid van een chemische reactie beïnvloeden, zijn:

Stofdeeltjesgrootte

Het wordt ook wel een contactoppervlak genoemd. Als de stoffen een groot contactoppervlak hebben, dat wil zeggen dat ze zeer compact zijn, is de reactie langzamer dan wanneer het contactoppervlak klein is.

Een voorbeeld is de reactie van Alka seltzer in tablet en Alka seltzer in poeder. Alka seltzer is een mengsel van acetylsalicylzuur, met natriumbicarbonaat, calciumfosfaat en citroenzuur.

Als de stoffen atomaire soorten zijn, vertonen ze ook een variatie in hun reactiviteit vanwege de grootte van het atoom en het aantal elektronen op het laatste niveau.

Hierdoor reageert natrium (Na) op een heftige manier met water in vergelijking met calcium (Ca). Evenzo wordt ijzer (Fe) gemakkelijk geoxideerd door de werking van waterdamp in de omgevingslucht, vergeleken met lood (Pb) waarvan de reactie veel langzamer is.

De ionische soorten hebben een zeer hoge reactiviteit (lage reactiesnelheden), vergeleken met hun neutrale soorten. Mg + 2 is dus reactiever dan Mg.

Fysische toestand van stoffen

De aggregatietoestand van de reactanten heeft ook invloed op de reactiesnelheid. In vaste toestand bevinden de deeltjes (atomen) zich erg dicht bij elkaar, dus de mobiliteit tussen hen is erg klein en de botsingen zijn erg langzaam.

In vloeibare toestand hebben de deeltjes meer mobiliteit, waardoor de reacties sneller verlopen dan in vaste toestand.

In gasvormige toestand verloopt de reactie veel sneller, dankzij de grote scheiding tussen de reagensdeeltjes.

Om de reactiesnelheid van een stof te verhogen, kan deze worden opgelost in water, zodanig dat de moleculen oplosbaar worden gemaakt en de mobiliteit ertussen toeneemt.

Reagens concentratie

De concentratie van een stof verwijst naar het aantal deeltjes (atomen, ionen of moleculen) dat zich in een bepaald volume bevindt.

Als er bij een chemische reactie veel deeltjes zijn, zal het aantal botsingen ertussen erg hoog zijn, dus de reactiesnelheid zal hoog zijn.

Hoe hoger de concentratie van de reactanten, hoe hoger de reactiesnelheid van productvorming zal zijn.

Temperatuur

In een systeem dat uit reagentia bestaat, zijn alle deeltjes waaruit het bestaat in beweging, hetzij vibrerend, zoals in vaste stoffen, hetzij bewegend in het geval van vloeistoffen en gassen.

In beide gevallen worden respectievelijk vibrationele E en kinetische E waargenomen. Deze energieën zijn recht evenredig met de temperatuur waarbij het systeem is.

Naarmate de temperatuur van het systeem stijgt, nemen de moleculaire bewegingen van de stoffen toe.

De botsingen tussen hen worden sterker, genoeg om de afbraak en vorming van bindingen te veroorzaken en het obstakel te overwinnen dat de activeringsenergie Ea vormt.

Naarmate de temperatuur van het systeem stijgt, neemt de reactiviteit toe en wordt de reactiesnelheid lager, dus sneller.

Katalysatoren

Het zijn chemische stoffen die een chemische reactie beïnvloeden, door de reactiesnelheid te verhogen of te vertragen. Het belangrijkste kenmerk is dat het niet deelneemt aan de chemische reactie, wat betekent dat het aan het einde van de reactie uit het systeem kan worden geïsoleerd.

Een voorbeeld is de hydrogenering van een onverzadigde organische verbinding met lithiumaluminiumhydride als katalysator:

CH3 - CH = CH - CH3 + H2 CH3 - C2 - CH2 - CH3

In een chemische vergelijking wordt de katalysator boven de pijl geplaatst die de richting van de reactie aangeeft.

Bij een chemische reactie kan het gebeuren dat zowel de katalysator als de reactanten niet in dezelfde fysische toestand verkeren, dit type systeem staat bekend als "heterogeen".

Dit worden contactkatalysatoren genoemd. De "homogene" katalysatoren zijn die met dezelfde fysische toestand van de reactanten en worden transport genoemd.

Referenties

1. Levine, I. Physicochemistry. vol.2. McGraw-Hill 2004
2. Capparelli, Alberto Luis Fundamentele fysicochemie. E-boek.
3. Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio, et.al (2016) Kinetiek van chemische reacties. Hersteld: zaloamati.azc.uam.mx.
4. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Factoren die de snelheid van een chemische reactie beïnvloeden. Hersteld: thoughtco.com.