Теория столкновений: определение и факторы, влияющие на скорость реакции

Теория столкновений: определение и факторы, влияющие на скорость реакции - Вы когда-нибудь слышали о термине «теория столкновений»? Для студентов-физиков, конечно, это не иностранный термин. Но для тех из вас, кто не понимает смысла, лучше прочитать статью ниже, чтобы лучше узнать его. Посмотрим обсуждение.

Теория столкновений: определение и факторы, влияющие на скорость реакции

---

Теория столкновений - это качественное объяснение того, как происходит химическая реакция и почему скорость реакции может быть разной для разных реакций. Теория столкновений была впервые предложена Максом Траутцем в 1916 году. Макс заявил, что когда частицы реагента сталкиваются друг с другом, только несколько процентов столкновений вызывают химическое изменение, известное как эффективное столкновение.

Чтобы произошло эффективное столкновение, необходимо, чтобы ориентация столкновений молекул была правильной. Ориентация - это направление или положение сталкивающихся межмолекулярных молекул. Перед столкновением частицам требуется минимальная энергия, известная как энергия активации или энергия активации (Ea). Энергия активации - это минимальная энергия, необходимая для протекания реакции. Эта энергия используется для разрыва связей, а также для образования новых связей, так что образуются продукты реакции.

Движущиеся молекулы обладают кинетической энергией. Чем быстрее движение, тем больше кинетическая энергия преобразуется в энергию колебаний. Если начальная кинетическая энергия велика, сталкивающиеся молекулы будут сильно колебаться, что приведет к разрыву некоторых химических связей в молекулах. Образование продуктов реакции начинается с разрыва связей в качестве первого шага. Однако, если начальная кинетическая энергия мала, молекула просто отскочит и останется нетронутой. Чтобы реакция произошла, должна быть соблюдена минимальная энергия столкновения. Следовательно, чтобы реакция произошла, сталкивающиеся молекулы должны иметь общую кинетическую энергию, равную или превышающую энергию активации (Ea). Если кинетическая энергия меньше энергии активации, молекула останется нетронутой, в результате чего реакция не произойдет.

Химические реакции происходят при столкновении частиц реагирующих веществ (реагентов) друг с другом. Однако не все происходящие столкновения приводят к образованию новых веществ. Новое вещество может быть получено из идеального столкновения. Идеальное столкновение называется эффективным столкновением. Частицы веществ, которые сталкиваются друг с другом, также иногда не сразу превращаются в продукт. В результате столкновения сначала образуется сложная молекула, называемая активированной сложной молекулой. Образование активированной комплексной молекулы связано с энергией активации. Энергия активации (EA) - это самая низкая энергия столкновения, необходимая для образования активированной комплексной молекулы, чтобы реакция могла иметь место.

Основная теория столкновений

Столкновение, которое приводит к реакции, - это столкновение, при котором частицы обладают большей энергией, чем энергия активации. Чем ниже значение энергии активации, тем быстрее протекает реакция.

Реакция P + Q → R + S может происходить, если P + Q имеет минимальную энергию активации. Наличие минимальной энергии активации допускает столкновение, которое производит энергию, при условии, что энергия реакции реагентов> Ea.

Теория столкновений, основанная на кинетической теории молекул газа, утверждает следующее.

• Газы состоят из молекул газа, которые меньше межмолекулярных расстояний.
• Молекулы газа всегда движутся по прямой во всех направлениях.
• Столкновения молекул газа со стенками контейнера абсолютно упругие, а это означает, что молекулы газа будут отражаться обратно без потери энергии.
• На скорость движения молекул газа влияют изменения температуры. Чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы газа.
• Средняя кинетическая энергия молекул газа одинакова при одинаковой температуре или не зависит от их массы.
• На величину скорости химической реакции влияет несколько факторов. Мы можем регулировать скорость реакции, изменяя факторы, влияющие на скорость реакции. Однако имейте в виду, что для данных эксперимента с вариациями нескольких факторов не все факторы всегда оказывают влияние.

Факторы, влияющие на скорость реакции

Факторы, влияющие на скорость реакции

Концентрация

Концентрация связана с частотой столкновений. Продолжает быть большой по концентрации, пока не появится много частиц реагирующих веществ. В результате, возможно, что столкновения между реагирующими частицами останутся большими, и эффективные столкновения между частицами также останутся большими. Таким образом, ответ был молниеносным.

Площадь поверхности

Если площадь поверхности останется большой, возможно, что контакт между реагентами также останется большим. Это увеличит частоту столкновений, так что столкновения будут происходить более эффективно. Частота эффективных столкновений, которая продолжает увеличиваться, увеличит скорость отклика.

Температура

При повышении температуры кинетическая энергия в молекулах реагента также увеличивается. Наличие большой кинетической энергии заставляет межмолекулярное движение оставаться молниеносным и случайным. В результате частота возникающих столкновений будет по-прежнему высокой, а эффективные столкновения также будут продолжать расти, так что реакция по-прежнему будет молниеносной.

Катализатор

Катализатор - это вещество, которое может увеличивать скорость реакции, не подвергаясь постоянным или постоянным химическим изменениям, так что в конце реакции вещество может быть восстановлено. Катализаторы делятся на 2, а именно гомогенные катализаторы и гетерогенные катализаторы.

Гомогенный катализатор - это катализатор, который имеет ту же фазу, что и фаза реагентов. С другой стороны, гетерогенные катализаторы представляют собой катализаторы, которые имеют фазу, отличную от фазы реагента. Обычно гетерогенные катализаторы используются в твердой форме. Между тем, реагентами являются газы.

Накопление катализатора приводит к возникновению дополнительных стадий реакции, которые разделяют другой путь с более низкой энергией активации (Ea). Энергия активации (Ea) - это минимальная энергия, которой нужно обладать или отдавать частице, чтобы столкновение вызвало реакцию. Этапы бонусного ответа имеют форму сеанса связывания катализатора и сеанса высвобождения катализатора в конце ответа. Катализаторы имеют особую природу, то есть они могут способствовать только определенному отклику.

Катализатор снижает энергию активации. Присутствие катализатора вызовет реакцию в течение нескольких сеансов. Последовательность шагов реакции в химической реакции называется механизмом реакции. Сеансы ответа очень медленны в механизме ответа, а именно в сеансе ответа, определяющем скорость.

Это обзор от О Knowledge.co.id о Теория столкновений, может быть полезно.