反応物の物理的状態

反応速度に影響を与えるさまざまな要因があります。これらの要因には、結合の性質、熱力学、動力学などの反応物の化学的要因、およびそれらが存在する反応物の物理的状態、温度、圧力、濃度、触媒の有無などの物理的要因が含まれます。バランスの取れた反応を受けるためには、反応物の化学的要因と反応物の物理的状態の両方を等しく考慮する必要があります。

反応が起こるためには、反応物同士が接触することが非常に重要です。反応物が異なる相にある場合、それらは界面でのみ互いに​​反応します。完全な反応が起こるためには、関与する反応物の性質を知る必要があります。

化学反応を表すときは、反応物の物理的状態に言及することが重要です。これにより、読者は反応物の相、適用される圧力と温度、反応における触媒の役割、およびその他の基本的なパラメーターを確実に理解できます。ほとんどの反応では、(s) は固体、(l) は液体、(g) は気体、(aq) は水性媒体のような一般的な表記法が使用されています。これらは、反応の段階を示します。これとは別に、温度、圧力、および触媒の情報は、製品に向かう矢印に記載されています。反応が可逆的で両方向に進行する場合は、2 つの半矢印 (⇌) が使用されます。一方、反応が不可逆的で、一方向、つまり順方向にのみ進行する場合は、一方の方向に向かう単一の矢印 (→) が使用されます。製品が使用されます。

反応物の物理的状態を記述するために使用される表記法

反応に影響を与える物理的要因

反応物の温度

通常、反応温度が上昇すると反応は速くなります。反応を加速するために、実験室でオーブン、バーナー、ホットプレートを使用した可能性があります。一方、冷蔵庫に保管されている食品の保存期間は、腐敗のプロセスが遅くなるにつれて長くなります。反応温度を上げると、反応速度は2倍になります。

反応物の濃度

反応の濃度は、反応速度に正比例します。反応物濃度が 2 倍になると、反応は速くなります。例えば、炭酸カルシウムは二酸化硫黄の存在下で急速に劣化します。空気中の二酸化硫黄濃度が高くなると、劣化する炭酸カルシウムの量は倍になります。次の反応を考えてみましょう:

この反応で使用される亜硫酸は、湿気と反応して亜硫酸を形成する大気中の二酸化硫黄からのものです。

触媒

それ自体は反応で消費されることなく、反応速度を上げたり、反応に必要な温度や圧力を下げたりする物質は、触媒と呼ばれます。触媒の存在は、反応を加速する上で重要な役割を果たします。次の反応を考えてみましょう:

上記の反応では、酸化マンガンの存在により、塩素酸カリウムから塩化カリウムへの還元が速くなります。反応を観察すると、触媒は反応の最後に保持され、正の触媒であることを示します。

反応物の表面積

表面積は、より迅速な反応に役立つもう 1 つの重要なパラメーターです。これは、反応速度に正比例します。たとえば、固体とガスの反応物が互いに混合されている場合、固体の表面分子のみがガス分子と相互作用し、コアに存在する分子とは相互作用しません。しかし、同じ固体が平らな表面に広がっている場合、より多くの分子が気体と相互作用します。

結論

反応が起こるにはさまざまな要因が考えられますが、反応物の物理的状態は、反応の進行速度を決定する上で重要な役割を果たします。温度、触媒、濃度、表面積などのこれらの要因のいくつかは、関連する例とともに、このセクションで説明されています.