Reaktionshastighet

Vissa kemiska reaktioner, som till exempel explosioner, går blixtsnabbt medan andra, som till exemel rostning, går väldigt långsamt. Man säger att en reaktion har olika reaktionshastighet. Den här reaktionshastigheten är dock inte konstant vid alla förhållanden, utan går att påverka med olika metoder, som vi i den här artikeln går igenom.

 

Ändra kontaktytan

Om du släpper ner en bit magnesium i saltsyra kommer det ske en kemisk reaktion där magnesiumet löses upp samtidigt som vätgas bildas (se den här filmen). Ett sätt att få den reaktionen att gå snabbare är att mala ner magnesiumet till pulver. Då kommer mer av metallen att vara i kontakt med saltsyran, varför reaktionen går snabbare.

Det samma gäller trä, som kan reagera med syre (brinna). Ett stort vedträ brinner ganska långsamt, men om vi hyvlar ner det till hyvelspån brinner det mycket, mycket fortare. Detta beror på att syret får en större yta där det kan komma åt och reagera med träet. Ju större kontaktyta ämnena som reagerar har, desto snabbare går reaktionen.

 

Ändra temperaturen

För att atomerna ska kunna ”byta plats” behöver molekylerna som reagerar krocka med varandra. Ju högre temperaturen är, desto mer och kraftigare rör sig molekylerna och ju fler krockar per tidsenhet inträffar. Därför innebär en hög temperatur oftast att reaktionen sker fortare.

I instustrin är detta oftast problematiskt. För att kunna producera kemikaliser effektivt behöver det kunna ske snabbt. Men att hålla hög temperatur är oftast dyrt eftersom man då behöver tillföra mer energi och ha en tåligare utrustning. Dessutom leder det ofta till att reaktionerna blir mer svårkontrollerade och att fler felaktiga produkter bildas.

 

Ändra koncentrationen

Ju fler molekyler som kan krocka, desto fler krockar kommer att ske och desto fler molekyler kommer att reagera. Om vi tänker tillbaka på saltsyran och magnesiumet kommer magnesiumbiten lösas upp betydligt snabbare i koncentrerad saltsyra än i utspädd sådan.

 

Använd katalysator

Vissa ämnen kan hjälpa vissa reaktioner på traven och få dem att gå fortare och kunna ske vid lägre temperatur. Man brukar säga att en katalysator är ett ämne som påskyndar en kemisk reaktion utan att själv förbrukas.

Låt oss titta på ett exempel. Ämnet väteperoxid (H2O2) kan reagera och bilda vatten och syrgas enligt reaktionsformeln

\( \mathrm{2H_2O_2 \longrightarrow\: 2H_2O + O_2\,.}\)

Blandar vi en väteperoxidlösning med diskmedel kommer det att en hel del syrgas-skum, vilket gör det till ett mycket underhållande experiment. Men det hela går väldigt långsamt under normala förhållanden. För att sätta fart på reaktionen kan man avända jäst, kaliumjodid eller manganoxid, som alla tre fungerar som katalysatorer för den reaktionen. I det här videoklippet (på engelska) visas hur det kan gå till när först jäst används och därefter en annan, kraftfullare katalysator.

En annan reaktion som katalyseras är cellandningen. För att våra celler ska fungera förbränner de druvsocker (C6H12O6) enligt reaktionsformeln

\( \mathrm{C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \longrightarrow\: 6H_2O + 6CO_2\,.}\)

Men som all annan förbränning kräver cellandningsreaktionen en hög temperatur för att kunna ske. Men med hjälp av så kallade enzymer (proteiner i kroppen som fungerar som katalysatorer) kan cellandningen ske uppdelad i flera steg, redan vid normal kroppstemperatur, 37 °C.

Även i industrin används katalysatorer för att höja reaktionshastigheten. När man framställer ammoniak (en viktig industrikemikalie) använder man sig ofta av bland annat järn som katalysator.


Artikeln skriven av Oskar Henriksson. Lämna feedback / ställ en fråga.
Publicerad 30 oktober 2010. Senast uppdaterad 7 maj 2016.

Kommentarer är stängda