* 表面積の増加: 粒子が小さいと、表面積と体積比が大きくなります。これは、衝突が発生するためにより多くの表面が露出していることを意味します。
* モビリティの増加: より小さな粒子はより自由に動き回り、平均速度が高くなり、それらが衝突する可能性が高まります。
* より頻繁な出会い: より小さな粒子の密度が高いため、それらが互いにぶつかる機会が増えています。
例:
砂糖の大きな立方体と砂糖の結晶の山があると想像してください。それぞれに数滴の水を振りかけると、砂糖の結晶はキューブよりもはるかに速く溶解します。これは、結晶が水にさらされるより大きな表面積を持ち、より頻繁な衝突とより速い溶解を可能にするためです。
例外:
粒子サイズを減らすことで衝突頻度が増加しない可能性のあるいくつかのシナリオがあります。
* 限定反応物の可用性: 1つの反応物が非常に低い濃度である場合、他の反応物の表面積を増加させることさえ衝突頻度に大きな影響を与えない可能性があります。
* 特定の表面相互作用: 時々、小さな粒子の特定の表面特性が衝突を妨げる可能性があります。たとえば、粒子が高度に充電されている場合、それらは互いに撃退し、衝突頻度を減らすことができます。
一般的には、粒子サイズを減らすと反応物の衝突頻度が増加し、反応速度が速くなります。