سرعت واکنش
سرعت واکنش ، عبارت از تغيير غلظت هر يک از مواد اوليه يا مواد حاصل نسبت به زمان انجام واکنش است.
نگاه کلي
سرعت يک واکنش ، روند تبديل مواد واکنش دهنده به محصول در مدت زمان معيني را نشان مي‌دهد. سرعت واکنشها يکي از مهمترين بحثها در سينيتيک شيميايي است. شيميدانها هميشه دنبال راهي هستند که سرعت واکنش مفيد را بالا ببرند تا مثلا در زمان کوتاه بازده بالايي داشته باشند و يا در پي راهي براي کاهش سرعت يا متوقف ساختن برخي واکنشهاي مضر هستند. بعنوان مثال رنگ کردن سطح يک وسيله آهني روشي براي متوقف ساختن و يا کم کردن سرعت زنگ زدگي و جلوگيري از ايجاد اکسيد آهن است.
طبقه بندي واکنشها برحسب سرعت
هدف از مطالعه سرعت يک واکنش اين است که بدانيم آن واکنش چقدر سريع رخ مي‌دهد. ترموديناميک شيميايي ، امکان وقوع واکنش را پيش‌بيني مي‌کند، اما سينتيک شيميايي چگونگي انجام يک واکنش و مراحل انجام آن و سرعت پيشرفت واکنش را بيان مي‌کند. از لحاظ سرعت ، واکنشها به چند دسته تقسيم مي‌شوند:
1. واکنشهاي خيلي سريع که زمان انجام اين واکنشها خيلي کم و حدود 0,0001 ثانيه است.
2. واکنشهاي سريع که زمان انجام اين واکنشها کم و در حدود حساسيت انسان به زمان (ثانيه) است.
3. واکنشهاي معمولي ، اکثر واکنشهايي که در آزمايشگاهها با آنها سر و کار داريم از اين نوع هستند و در حدود دقيقه‌ها يا چند ساعت طول مي‌کشند.
4. واکنشهاي کند که در حدود روزها و هفته‌ها طول مي‌کشند.
5. واکنشهاي خيلي کند که در حدود سالها و قرنها طول مي‌کشند.
فقط تعداد اندکي از واکنشهاي شيميايي در سراسر فرآيند با سرعت ثابتي پيش مي‌روند. بيشتر واکنشها در آغاز واکنش که غلظت واکنش‌دهنده‌ها بالا است با سرعت پيش رفته و با کم شدن غلظت از سرعت کاسته شده و با کامل شدن واکنش به صفر مي‌رسد. برخي از واکنشها هم سرعت آنها پس از مدتي ثابت مي‌ماند. چنين واکنشهايي ، واکنشهاي تعادلي نام دارند.
عوامل مؤثر بر سرعت واکنش
عوامل گوناگوني بر سرعت واکنش تاثير دارند که بطور مختصر در مورد هر کدام توضيحي ارايه مي‌شود.
حالت فيزيکي واکنش دهنده‌ها
براي انجام يک واکنش ، واکنش‌دهنده‌ها بايد با هم مخلوط شوند تا در مجاورت همديگر قرار گيرند. اگر واکنش‌دهنده‌ها هم‌فاز باشند، يعني همگي گاز يا بصورت حل شده در حلالي باشند، واکنش با سرعت بيشتري رخ مي‌دهد.
غلظت
غلظت بيشتر واکنش‌دهنده‌ها باعث ايجاد برخورد بيشتر بين آنها مي‌شود و هر چه تعداد برخوردها بيشتر باشد، تعداد برخوردهاي موثر هم بالا مي‌رود بنابراين سرعت واکنش هم بيشتر مي‌شود.
دما
از مهمترين عوامل مؤثر بر سرعت واکنشهاي شيميايي است. در برخي از واکنشها با افزايش چند درجه سانتي‌گراد ، سرعت واکنش ممکن است چند برابر بيشتر شود. البته استثناهايي هم وجود دارد.
کاتاليزور
کاتاليزورها سرعت يک واکنش شيميايي را که از لحاظ ترموديناميکي قابل انجام است، تغيير مي‌دهند. بنابراين نمي‌توانند واکنشهايي را که از نظر ترموديناميک امکان‌پذير نيستند، به انجام برسانند. کاتاليزورها با پيش بردن يک واکنش از مسير ديگر انرژي فعالسازي را کم کرده و باعث افزايش سرعت واکنشها مي‌شوند.
نقش برخورد در سرعت واکنش
براي انجام يک واکنش شيميايي ، بايد مولکولهاي واکنش‌دهنده آنقدر به هم نزديک شوند تا بين آنها برخورد ايجاد شود. اين برخوردها وقتي منجر به انجام واکنش مي‌شوند که مؤثر باشند، يعني جهت‌گيري و انرژي برخوردها طوري باشد که بر اثر برخورد برخي پيوندها شکسته شده و پيوندهاي جديدي تشکيل شوند که نتيجه اين عمل توليد مولکولهاي جديد يعني محصول است.
سرعت هر واکنش شيميايي متناسب است با تعداد برخورد مولکولها در واحد زمان. اگر تمام برخوردهاي مولکولها منجر به انجام واکنش شود، مدت زمان انجام واکنشها بايد خيلي کمتر باشد. طبق محاسبات مختلف از هر 1014 برخورد ، فقط يک برخورد به واکنش منجر مي‌شود. يعني برخوردهايي موجب انجام واکنش مي‌شوند که انرژي حاصل از برخورد برابر يا بيشتر از انرژي فعالسازي باشد.
انرژي فعالسازي
حداقل انرژي لازم که بايستي واکنش‌دهنده‌ها بگيرند تا بتوانند وارد واکنش شوند. انرژي فعالسازي براي تمام واکنشهاي شيميايي چه گرماگير و چه گرماده وجود دارد و معمولا از انرژي برخورد ميان مولکولها تامين مي‌شود.
منبع:http://www.academist.ir/خ