その理由は次のとおりです。
* 不均一反応: これらの反応には、さまざまな段階の反応物が含まれます(たとえば、ガス硬化、液体硬化)。反応は、これらのフェーズ間のインターフェースで発生します。
* 高速反応: 速い反応は、化学的ステップ自体が非常に迅速であることを意味します。 これは、反応の活性化エネルギーが低いことを意味します。
* 物質移動制限: 反応は速いため、反応物が界面に到達する速さと生成物が拡散することができる速度により、反応の速度がしばしば制限されます。このプロセスは、物質移動と呼ばれます。
物質移動に影響する要因:
* 拡散: 反応物と生成物がフェーズを移動する速度。
* 対流: 混合、したがって物質移動を促進することができる流体の動き。
* 表面積: フェーズ間のより大きなインターフェイスにより、より大きな接触とより速い物質移動が可能になります。
例:
* 燃焼: 燃料の燃焼は、非常に高速な不均一反応(ガス溶解)です。多くの場合、酸素が燃える表面にどれだけ速く拡散するかによって、速度は制限されます。
* 触媒反応: 多くの触媒は固体であり、反応は表面に起こります。 反応の速度は、反応物が触媒表面に到達する速度によって制限できます。
重要な注意: 多くの場合、物質移動は制限要因ですが、速い反応であっても、反応速度自体が制限される場合があります。これは、反応物が容易に利用可能であるにもかかわらず、活性化エネルギーが反応を遅くするのに十分なほど高い場合に発生する可能性があります。