反応物の質量は化学反応の速度に影響しますか?

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著者: Robert Simon
作成日: 18 六月 2021
更新日: 1 11月 2024
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化学反応の速度とは、反応物が生成物に変換される速度、つまり反応から形成される物質を指します。衝突理論は、反応が進行するためには、反応粒子が衝突し、化学結合を破壊し、最終生成物を形成するのに十分なエネルギーがシステム内になければならないことを提案することにより、化学反応が異なる速度で発生することを説明しています。反応物粒子の質量により、衝突の可能性にさらされる表面積の量が決まります。

反応率

反応可能な粒子の質量や濃度など、いくつかの要因が化学反応の速度に影響します。粒子間の衝突回数に影響を与えるものも、反応速度に影響します。質量が小さく反応物の粒子が小さいほど、衝突の可能性が高くなり、反応速度が向上します。衝突が何回発生しても、リモートの反応サイトを備えた巨大で複雑な分子は、応答が遅くなります。これにより、反応速度が遅くなります。衝突に利用可能な表面積が大きく、質量の小さい粒子が関与する反応は、より迅速に進行します。

濃度

反応物の濃度が反応の速度を決定します。単純な反応では、反応物の濃度が増加すると反応が加速されます。時間の経過に伴う衝突が多いほど、反応は速く進むことができます。小さな粒子の質量は小さく、他の粒子の衝突に利用できる表面積が大きくなります。ただし、他のより複雑な反応メカニズムでは、これが常に当てはまるとは限りません。これは、質量が大きく、反応粒子が深く埋め込まれた複雑な構造を持つ巨大なタンパク質分子が関与する反応でよく見られます。

温度

加熱すると、より多くの運動エネルギーが反応に加わり、粒子がより速く移動するため、より多くの衝突が発生し、反応速度が増加します。より少ない質量でより小さな粒子にエネルギーを与えるために熱を必要としませんが、タンパク質などの大きな質量のある分子ではマイナスの結果になる可能性があります。熱が多すぎると、タンパク質の構造がエネルギーを吸収し、分子のセクションを結合している結合を破壊することにより、タンパク質が変性する可能性があります。

粒子サイズと質量

反応物の1つが固体である場合、粉末に粉砕されるか分解されると、反応はより速く進行します。これにより、表面積が増加し、質量が小さく、表面積が大きい粒子が反応中の他の反応物にさらされます。粒子の衝突の可能性は、反応速度が増加するにつれて増加します。

生成された生成物の総量に対して時間をプロットするグラフは、化学反応は通常、反応物濃度が最大のときに速い速度で始まり、反応物が枯渇するにつれて徐々に減速することを示しています。ラインがプラトーに達し、水平になると、反応が終了します。