Faktory ovplyvňujúce rýchlosť chemických reakcií

Chémia
7. ročník ZŠ

Premeny látok – Zmeny pri chemických reakciách

Už vieš, čo je to chemická reakcia, poznáš zákon zachovania hmotnosti, dokonca vieš povedať, kedy reakcia prebehla a kedy nie, či je rýchla, pomalá, exotermická, endotermická.

Ale čo vplýva na rýchlosť chemickej reakcie?

Znázorníme si to na príklade chemickej reakcie octu a vajíčkovej škrupinky – uhličitanu vápenatého, ktorej jedným z produktov je oxid uhličitý.

CaCO3 + 2 CH3COOH -> (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O

Alebo v podobe guličkového modelu:

K chemickej reakcii dôjde, keď je zrážka medzi reaktantami (v našom prípade medzi časticami octu a časticami škrupinky – uhličitanu vápenatého) úspešná. Aby bola zrážka úspešná, častice reaktantov musia byť vhodne orientované a musia mať určitú minimálnu energiu potrebnú k reakcii.

Existuje niekoľko faktorov, ktoré ovplyvňujú rýchlosť chemickej reakcie:

  • Množstvo reagujúcich častíc
  • Teplota reakčnej zmesi
  • Katalyzátor
  • Veľkosť povrchu tuhého reaktantu

V tejto lekcii si vysvetlíme tri z nich.

Vplyv MNOŽSTVA REAGUJÚCICH ČASTÍC na rýchlosť chemickej reakcie

Kvôli jednoduchšiemu rozlíšeniu reaktantov ich znázorníme nasledovne:

Vysvetlenie:

1. obrázok

Častíc jedného reaktantu, octu je v reakčnej zmesi veľa. Ale keďže častíc druhého reaktantu, škrupinky je veľmi málo, pravdepodobnosť ich vzájomného stretnutia a úspešnej zrážky je nízka. Preto reakcia prebieha pomaly. Pozoruješ len nepatrnú tvorbu bubliniek plynu.

2. obrázok

Častíc octu je veľa, rovnako ako častíc škrupinky. Dochádza k väčšiemu počtu ich vzájomných stretnutí a tým k úspešným zrážkam, a preto je reakcia rýchlejšia. Jeden z produktov, plynný oxid uhličitý vzniká veľmi intenzívne.

3. obrázok

Veľký počet častíc octu, ktoré môžu ľahko naraziť na častice škrupinky. Viac zrážok znamená zvýšenie rýchlosti reakcie. Tvorba bubliniek plynu je intenzívna.

4. obrázok

Ocot je zriedený. Menší počet jeho častíc v rovnakom objeme znamená menej stretnutí s časticami škrupinky, menej zrážok, a preto je reakcia pomalá, čo pozoruješ ako len jemné bublinkovanie reakčnej zmesi.

Zapamätaj si:

Rýchlosť chemickej reakcie je tým väčšia, čím väčšie množstvo reagujúcich častíc je v určitom objeme – dochádza za určitý čas k väčšiemu počtu zrážok !!!

Vplyv TEPLOTY reakčnej zmesi na rýchlosť chemickej reakcie

Vysvetlenie:

V prvom pohári bola teplota octu približne 20°C. V druhom pohári mal ocot 60°C.

Pri vyššej teplote bola chemická reakcia octu a vajíčkovej škrupinky viditeľne rýchlejšia, čo sa prejavilo intenzívnou tvorbou bubliniek plynu. Za krátky čas reakcia takmer úplne prebehla, bublinky sa prestali tvoriť.

Za ten istý čas sa reakcia v prvom pohári s nižšou teplotou octu len rozbiehala. Intenzívnejšia tvorba bubliniek nastala oveľa neskôr.

Zvýšením teploty reakčnej zmesi sa zvýšila energia „lenivých“ častíc a tie sa viac „rozhýbali“.

Zapamätaj si:

Rýchlosť chemickej reakcie je tým väčšia, čím je vyššia teplota reakčnej zmesi – častice reaktantov majú väčšiu energiu, rýchlejšie sa pohybujú, a preto za určitý čas dochádza k väčšiemu počtu zrážok !!!

Vplyv VEĽKOSTI POVRCHU TUHÉHO REAKTANTU na rýchlosť chemickej reakcie

Vysvetlenie:

Tuhým reaktantom je vajíčková škrupinka.

Použijeme dve vajíčkové škrupinky rovnakej veľkosti. Prvá je rozdrvená na drobné kúsky, preto má oveľa väčší povrch ako druhá celistvá. Väčší povrch znamená viac častíc reaktantov, ktoré sa môžu stretnúť/zraziť sa s druhým reaktantom.

Rozdrvená vajíčková škrupinka v prvom pohári reaguje viditeľne rýchlejšie. Tvorba bubliniek plynu je intenzívnejšia.

V druhom pohári, kde je celý kúsok škrupinky, trvá dlhšie, kým sa začnú tvoriť bublinky a teda prebiehať reakcia.

Z pozorovania rýchlosti reakcie a intenzity tvorby bubliniek plynu vyplýva, že reakcia je rýchlejšia tam, kde je povrch tuhého reaktantu, v tomto prípade vajíčkovej škrupinky väčší.

Zapamätaj si:

Rýchlosť chemickej reakcie je tým väčšia, čím má tuhý reaktant väčší povrch – na povrchu je viac častíc, a preto dochádza za určitý čas k väčšiemu počtu zrážok !!!

Jednotlivé experimenty z videa si môžeš vyskúšať a potom odpovedať na nasledovné otázky:

1. Z chemickej reakcie uvedenej vyššie vypíš všetky reaktatny a produkty.

2. Kedy dôjde k chemickej reakcii medzi časticami reaktantov?

3. Akým spôsobom môžeš zvýšiť počet zrážok medzi reaktantami?

4. Akým spôsobom môžeš zvýšiť energiu častíc reaktantov?

5. Na základe čoho vieš v uvedenom experimente (reakcia octu s vajíčkovou škrupinkou) rozhodnúť, že reakcia prebieha rýchlo alebo pomaly?

6. Čo sa stane, ak zmeníš (zmenšíš alebo zväčšíš) množstvo jedného z reaktantov?

7. Zamysli sa, čo by sa stalo, keby si reakčnú zmes začal počas reakcie zahrievať?

8. Vysvetli, aký vplyv na rýchlosť reakcie by malo náhle ochladenie reakčnej zmesi?

9. Popremýšľaj, prečo je dobré skladovať niektoré potraviny v chlade? Ktorý faktor vplyvu na rýchlosť chemickej reakcie sa tu uplatňuje?

10. Popremýšľaj, ktorý faktor vplyvu na rýchlosť chemickej reakcie využívame pri regulácii prívodu kyslíka v krbe?

11. Porozmýšľaj, prečo je dôležité potravu dobre rozhrýzť pred tým, ako ju prehltneš?

12. Popremýšľaj, prečo ľahšie zapálime malé triesky dreva ako jedno veľké polienko?

13. Ktorý faktor vplyvu na rýchlosť chemickej reakcie sa uplatňuje v dejoch z otázky č.12 a 13.?

Mohlo by vás zaujímať

Výtvarná výchova
Bez obmedzenia
Chémia
Pre učiteľov
7. ročník ZŠ
Chémia
Pre učiteľov
2. ročník SŠ