Beispiele

Einige Reaktionen sind praktisch augenblicklich – zum Beispiel eine Fällungsreaktion, bei der Ionen in Lösung zusammenkommen, um einen unlöslichen Feststoff herzustellen, oder die Reaktion zwischen Wasserstoffionen aus einer Säure und Hydroxidionen aus einem Alkali in Lösung. Das Erhitzen eines davon macht also keinen merklichen Unterschied in der Reaktionsgeschwindigkeit.

Fast jede andere Reaktion, die Sie nennen möchten, wird schneller ablaufen, wenn Sie sie erhitzen – entweder im Labor oder in der Industrie.

Die Erklärung

Erhöhung der Kollisionsfrequenz

Partikel können nur reagieren, wenn sie kollidieren. Erhitzt man einen Stoff, bewegen sich die Partikel schneller und kollidieren so häufiger. Das wird die Reaktionsgeschwindigkeit beschleunigen.

Das scheint eine ziemlich einfache Erklärung zu sein, bis Sie sich die Zahlen ansehen!

Es stellt sich heraus, dass die Häufigkeit von Zweiteilchenkollisionen in Gasen proportional zur Quadratwurzel der Kelvin-Temperatur ist. Wenn Sie die Temperatur von 293 K auf 303 K (20 ° C auf 30 ° C) erhöhen, erhöhen Sie die Kollisionsfrequenz um den Faktor:

Das ist ein Anstieg von 1,7% für einen Anstieg von 10&Grad. Die Reaktionsgeschwindigkeit wird sich für diesen Temperaturanstieg wahrscheinlich verdoppelt haben – mit anderen Worten, eine Zunahme von etwa 100%. Der Effekt zunehmender Kollisionsfrequenz auf die Reaktionsgeschwindigkeit ist sehr gering. Der wichtige Effekt ist ganz anders . . .

Die Schlüsselbedeutung der Aktivierungsenergie

Kollisionen führen nur dann zu einer Reaktion, wenn die Teilchen mit genügend Energie kollidieren, um die Reaktion zu starten. Diese erforderliche Mindestenergie wird als Aktivierungsenergie für die Reaktion bezeichnet.