Shpejtësia e reaksioneve kimike

Shpejtësia e reaksioneve kimike

Reaksionet kmike zhvillohen me qëllim të përfitimit të produkteve të caktuara. Ato mund të shrytëzohen edhe për përfitmin e energjisë.
Reaksionet kmike zhvillohen me shpejtësi të ndryshme. Për shembull hidr0gjeni dhe oksigjeni, në temperaturë të dhomës, mund të qëndrojnë të përzier me vite dhe të mos reagojnë mes vete. Në qoftë së kësaj përzierje i afrohet një shkëndijë elektrike, ajo do të reagojë shumë shpejt. Ky reaksion zhvillohet për një kohë shumë të shkurtë dhe përcillet me eksplodim. Nga kjo shihet se faktorë e jashtëm ndikojnë në shpejtësinë e reaksioneve kimike.
Kinetika kimike është disiplinë e cila studion shpejtësinë e reaksioneve kimike dhe faktorët që ndikojnë në të.
Nëse shqyrtojmë reaksionin e formimit të stallaktiteve dhe
stallakniteve, konstatojmë se ky reaksion është shumë i ngadalshëm, i cili zgjat me shekuj.Në anën tjetër, reaksioni midis nitratit të argjendit dhe klorurit të natriumit zhvillohet shumë shpejt, me ç’ras formohet precipati i bardhë iklorurit të argjendit.
Shpejtësia e reaksionit kimik paraqet raportin midis ndryshimit të
përqendrimit të reaktantëve dhe produkteve të reaksionit për njësi të kohës.
Për të përcaktuar shpejtësinë e një reaksioni kimik, duhet të përcjellimrritjen e përqendrimit të produkteve për njësi të kohës. Shpejtësia e reaksionit kimik mund të përcaktohet edhe duke e përcjelllë zvogëlimin epërqendrimit të substancave reaguese për njësi të kohë kohës.
Për shembull, marrim një reksion të thjeshtë, në të cilin reaktanti gjatë reaksionit jep produktin:
Reaktanti → produkti
Në qoftë se reaktanti shënohet me A, ndërsa produkti me B , do të kemi :
A → B
Shpejtësia e këtij reaksioni mund të përcaktohet duke e përcjellë
rritjen e përqendrimit të produktit B për njësi të caktuar të kohës.
v=[b]/t.
Në këtë ekuacion, v paraqet shpejtësinë e reaksionit. Meqenëse
përqendrimi I substances B gjatë reaksionit ndryshon vazhdimisht,
atëherë këtë ndryshim e shënojmë me [b]. Me kllapa të mesme shënohet përqendrimi I substancës në ekuilibër. t, paraqet njësine e kohës së zhvillimit të reaksionit kimik.
Njësia për matjen e shpejtësisë së reaksionit kmik shprehet me mol 〖dm〗^(-3) s^(-1).
Gjatë kohës së zhvillimit të reaksionit kimik është pozitiv. Gjatë këtij
reaksioni, përqendrimi I substances A në njësi të kohës, atëherë
rezultatet e llogaritura shënohen me parashenjë negative (-)
v=-[A]/t

Faktorët që ndikojnë në shpejtësinë e reaksionit
Shpejtësia e reaksionit varet prej natyrës së substancave që marrim pjesë në reaksion.
Në shpejtësinë e reaksionit kimik ndikojnë shumë faktorë, prej të cilëvezhvillohet reaksioni dhe katalizatorët. Te reaksionet ku substancat reaguese apo produktet janë në gjendje agregate të gaztë, në shpejtësin e zhvillimit të tyre ndikon edhe presioni.

Ndikimi i përqendrimit
Njëri prej faktorëve që ndikon në shpejtësinë e reaksioneve kimik është përqendrimi i reaktantëve. Për t’u zhvilluar një reaksion kimik, grimcat e reaktantëve duhet të ndeshen mes vete. Natyrisht , të gjitha ndeshjet nuk rezultojnë në formimin e produktit. Shpejtësia e reaksionit kmik është në përpjesëtim me numrin e ndeshjeve mes grimcave. Ndeshjet e grimcave, të cilat rezultojnë me formimin e produktit, quhen ndeshje produktive. Me rritjen e përqendrimir të reaktantëve, shpejtësia e reaksionit kimik rritet. Kjo rezulton me faktin se , me rritjen e numrit të grimcave, rritet edhe numri i ndeshjeve produktive mes tyre.
Raportin midis përqendrimit të reaktantëve dhe të shpejtësisë së
reaksionit kimik e kanë definuar Goultberg dhe Wagge, në vitin 1867. Ata kanë konstatuar se shpejtësia e reaskionit kimik është në përpjesëtim me masat aktive të reaktantëve. Me masë aktive të reaktantëve nënkuptojmë përqendrimin e reaktantëve. Mbi këtë bazë, ata formuluan ligjin e veprimit të masave, përkatësisht ligjin e shpejtësisë së reaksionit.
Në temperaturë konstante shpejtësia e reaksionit është në përpjesëtim me prodhimin e përqendrimit të reaktantëve.
Sipas këtij ligji, shpejtësia e reaksionit kimik rritet, nëse rritet përqendrimi i ndonjërit nga reaktantët. Për shembull, nëse shqyrtojmë reaksionin vijues
CO NO2 → CO2 NO
Në qoftë së këtij reaksioni përqendrimi i NO2 mbahet konstant, me rritjen e përqendrimit të CO,
Shpejtësia e reaksionit kimik rritet. Rritja e shpejtësisë në këtë rast është në përpjestim me rritjen e përqendrimit të CO. Gjithashtu, nëse përqendrimi i CO mbahet konstant, ndërsa përqendrimi i NO2 rritet,
shpejtësia e reaksionit do të rritet në përpjesëtim me këtë rritje.
Nga kjo mund të përfundojmë se shpejtësia e reaksionit kimik (v) është në përpjesëtim me përqendrimin e reaktantëve:
v=k*[CO] * NO2
Në këtë ekuacion, k është konstante e përpjesshme. Kjo konstante ndryshe quhet edhe konstante e shpejtësisë së reaksionit dhe paraqet
shpejtësinë e reaksionit në njësi të përqendrimir të reaktantëve. Për çdo reaksion të dhënë, në temperaturë të caktuar, k ka vlerë konstante.
Vlera e saj nuk ndërron me ndryshimin e përqendrimit të reaktantëve.

Ndikimi i temperaturës.
Të shumica e reaksioneve kimike, me rritjen e temperaturës, rritet
shpejtësia e zhvillimit të tyre. Rritja e shpejtësisë vërehet si te
reaksionet ekzoterme, ashtu edhe tek ato endoterme. Është e kuptueshme
se me rritjen e temperaturës rrietet energjia e grimcave të reaktantëve.
Në këtë mënyrë rritet edhe numri i ndeshjeve produktive. Është
vërtetuar se te shumica e reaksioneve kimike, nëse temperatura rritet për 10K (10 C), shpjtësia e tyre rritet për dy deri tri herë.
Ndikimi i temperaturës në shpejtësinë e reaksioneve kimike vërehet edhete shumë procese biologjike. Për shembull, rritja e bimëve bëhet më tepër në stinën verës sesa në atë të dimrit. Ruajtja e produkteve ushqimore në frigorifer arrihet me zvogëlimin e shpejtësisë së reaksioneve që shkaktojnë prishjen e tyre. Ndikimi i temperaturës në shpejtësinë e reaksioneve kimike mund të sqarojë edhe rrezikun nga gjendja e lartë febrile.
Nëse temperatura e trupit rritet per 4C, rritet shpejtësia e reaksionevebiokimike qëkryhen në organizëm. Këto reaksione shkaktojnë rritjen e pulsit, shpeshtimin e frymëmarrjes dhe çrregullime serioze në sistemin nervor. Zvogëliimi i temperaturës ndikon në ngadalësimin e reaksioneve biokimikenë organizëm, të cilat përcillen me pasoja serioze për shëndetin.
Ndonjëherë ngadalësimi i këtyre reaksioneve shfrytëzohet në mjekësi. Përshembull, për anestezinë lokale përdoren substanca të ndryshme, si kloruri i etilit, i cili gjatë avullimit absorbon nxehtësinë nga pjesa etrupit ku është vendosur.
Në këtë pjesë të trupit bëhet ngadalësimi i reaksioneve biokimike. Në këtë mënyrë arrihet zvogëlimi i impulseve nervore, përmes të cilave përcillet dhembja.