Welke factoren oefenen invloed uit op de reactiesnelheid

Inleiding

Een reactie verloopt niet onder iedere omstandigheden even snel. Zo zal een ei bij een hogere temperatuur sneller stollen dan bij een lagere temperatuur. Temperatuur is dus één factor die een reactie, in dit geval het stollen van een eitje, op het gebied van verloopsnelheid kan beïnvloeden. Maar door welke factoren wordt de reactiesnelheid nog meer beïnvloedt?

Een chemische reactie

Voordat we kunnen beginnen met het beantwoorden van de vraag, moeten we eerst weten wat een (chemische) reactie nou precies is en hoe deze ontstaat. Alles begint bij moleculen en atomen. Iedere stof (dat zijn alle zaken om ons heen, zoals hout, water, lucht en ga zo nog maar even door) is opgebouwd uit moleculen. Dit zijn hele kleine deeltjes. Doordat miljoenen van die kleine deeltjes bij elkaar gaan zitten, kunnen wij een stof zien. Moleculen zijn weer opgebouwd uit atomen, nog kleinere deeltjes. Er zijn tientallen atomen bekend. Een samenklontering van bepaalde atomen zorgt voor bepaalde moleculen. Hierdoor zijn er zoveel stoffen op aarde te vinden.

Bij een chemische reactie vallen moleculen uit elkaar. Dit komt doordat moleculen constant in beweging zijn. Er is dus de kans aanwezig dat moleculen tegen elkaar aan gaan botsen en wanneer moleculen hard genoeg tegen elkaar aanbotsen, vallen ze uit elkaar in atomen. De atomen kunnen nu op een andere manier dan de oorspronkelijke manier worden geordend. Hierdoor ontstaan andere moleculen en dus ook andere stoffen dan voorheen.  De verandering van de ene stof (het beginproduct) in één of meerdere andere stoffen (de reactieproducten) is een chemische reactie.

Temperatuur

In de inleiding is al naar voren gebracht dat temperatuur één factor is die de reactiesnelheid kan beïnvloeden. Dit is te verklaren aan de hand van de bovenstaande alinea. Wanneer de temperatuur toeneemt, gaan moleculen sneller (langs elkaar) bewegen. Doordat ze sneller bewegen, is er een grotere kans op effectieve botsingen. Bij effectieve botsingen vallen de moleculen uit elkaar zodat de nieuwe stoffen gevormd kunnen worden. Doordat de moleculen een grotere snelheid krijgen, komt er ook een grotere kracht vrij bij iedere botsing en ook dit vergroot de kans op effectieve botsingen. De gehele theorie van bewegende moleculen en botsende moleculen wordt het botsende-deeltjesmodel genoemd.

Door een temperatuursverhoging worden de reactieproducten dus sneller gevormd dan bij een lagere temperatuur. We spreken nu dus van een verhoogde reactiesnelheid.

Verdelingsgraad

Deeltjes kunnen alleen maar botsen aan het oppervlak van een stof, aan de buitenste rand dus. Wanneer er meer ‘’buitenste rand’’ beschikbaar is voor de moleculen, kunnen er dus meer botsingen plaats vinden. Wanneer een stof in kleinere deeltjes wordt opgedeeld, wordt er meer buitenste rand beschikbaar. Hoe meer een stof wordt opgedeeld in kleinere deeltjes, hoe groter de verdelingsgraad is. Een grote verdelingsgraad zorgt voor een grotere reactiesnelheid wegens het vergroot aantal effectieve botsingen dat plaats kan vinden.

Concentratie

Het begrip concentratie houdt in hoeveel deeltjes, bijvoorbeeld moleculen, er per eenheid aanwezig zijn. Wanneer de concentratie 1.000 moleculen per milliliter is, is er een kleine concentratie dan wanneer er 2.000 moleculen per milliliter aanwezig zijn. Een hogere concentratie van de deeltjes zorgt ook voor een grotere reactiesnelheid. De deeltjes hebben namelijk minder ruimte. Hierdoor is de kans op (effectieve) botsingen verhoogd.

Een concentratie van 2.000 deeltjes/milliliter is twee keer zo groot als 1.000 deeltjes/milliliter. De kans op effectieve botsingen wordt dus twee keer zo groot en daarmee ook de reactiesnelheid. Wanneer er wordt gekeken naar moleculen die zich in de gasfase bevinden, bijvoorbeeld in zuurstof of koolstofdioxide, wordt er gesproken over druk. Een hogere druk betekent meer deeltjes per eenheid en dus ook een hogere reactiesnelheid.

Katalysator

Je weet waarschijnlijk wel dat je een bepaalde hoeveelheid energie aan een stof toe moet voegen, voordat een reactie op gang komt. Denk maar aan een ei. Bij kamertemperatuur zal je nooit een ei zien stollen, op een vuurtje echter wel. Je hebt dus een bepaalde hoeveelheid warmte toe moeten voegen om de effectieve botsingen en dus de reactie op gang te brengen. Een katalysator is een bepaald stofje dat ervoor zorgt dat je minder energie aan een stof toe moet voegen om een reactie op gang te krijgen. De zogenaamde activeringsenergie ligt nu lager. De reactie komt dus sneller op gang en verloopt dus sneller.

Conclusie

De reactiesnelheid kan door verschillende factoren worden beïnvloedt. Temperatuur is één van die factoren. Ook een hogere druk, concentratie en verdelingsgraad kunnen er voor zorgen dat de reactiesnelheid versnelt. Dit heeft alles te maken met dat er dan meer moleculen makkelijker tegen elkaar aan kunnen botsen. Moleculen vallen dus sneller uit elkaar in atomen en zo kunnen sneller de reactieproducten worden gevormd. Kortom: de reactiesnelheid ligt hoger.

Bronnen afbeeldingen: Wikimedia Commons, Birgit Lachner

Reacties (2)

Reageer
Alec reageerde 5 jaar geleden
26 Apr 15:36
Zeer behulpzaam als je wat duidelijkheid over het onderwerp nodig hebt!
Toon reageerde 5 jaar geleden
16 Mar 15:26
mega artikkel!!!
jammer dat ik het niet zelf geschreven heb