Facteurs affectant le taux de réaction chimique

Il est utile de pouvoir prédire si une action affectera la vitesse à laquelle une réaction chimique se déroule. Plusieurs facteurs peuvent influencer la vitesse de réaction chimique.

En général, un facteur qui augmente le nombre de collisions entre particules augmentera la vitesse de réaction et un facteur qui diminuera le nombre de collisions entre particules diminuera la vitesse de réaction chimique.

Concentration de réactifs

Une concentration plus élevée de réactifs conduit à des collisions plus efficaces par unité de temps, ce qui entraîne une augmentation de la vitesse de réaction (sauf pour les réactions d'ordre zéro). De même, une concentration plus élevée de produits a tendance à être associée à une vitesse de réaction plus faible.

Utiliser la pression partielle des réactifs à l'état gazeux comme mesure de leur concentration.

Température

Habituellement, une augmentation de la température s'accompagne d'une augmentation de la vitesse de réaction. La température est une mesure de l'énergie cinétique d'un système, donc une température plus élevée implique une énergie cinétique moyenne plus élevée des molécules et plus de collisions par unité de temps.

Une règle générale pour la plupart (pas toutes) les réactions chimiques est que la vitesse à laquelle la réaction se déroule va approximativement doubler pour chaque augmentation de température de 10 degrés Celsius. Une fois que la température atteint un certain point, certaines espèces chimiques peuvent être modifiées (par exemple, la dénaturation des protéines) et la réaction chimique ralentira ou s'arrêtera.

Médium ou état de la matière

La vitesse d'une réaction chimique dépend du milieu dans lequel la réaction se produit. Cela peut faire une différence si un milieu est aqueux ou organique; polaire ou non polaire; ou liquide, solide ou gazeux.

Les réactions impliquant des liquides et en particulier des solides dépendent de la surface disponible. Pour les solides, la forme et la taille des réactifs font une grande différence dans la vitesse de réaction.

Présence de catalyseurs et concurrents

Les catalyseurs (par exemple, les enzymes) réduisent l'énergie d'activation d'une réaction chimique et augmentent la vitesse d'une réaction chimique sans être consommés dans le processus.

Les catalyseurs fonctionnent en augmentant la fréquence des collisions entre les réactifs, en modifiant l'orientation des réactifs afin que plus de collisions soient efficaces, en réduisant la liaison intramoléculaire au sein des molécules de réactifs ou en donnant la densité électronique aux réactifs. La présence d'un catalyseur permet à une réaction de progresser plus rapidement vers l'équilibre.

Hormis les catalyseurs, d'autres espèces chimiques peuvent affecter une réaction. Le nombre d'ions hydrogène (le pH des solutions aqueuses) peut modifier la vitesse de réaction. D'autres espèces chimiques peuvent entrer en compétition pour un réactif ou modifier l'orientation, la liaison, la densité électronique, etc., diminuant ainsi la vitesse d'une réaction.

Pression

L'augmentation de la pression d'une réaction améliore la probabilité que les réactifs interagissent les uns avec les autres, augmentant ainsi la vitesse de la réaction. Comme vous vous en doutez, ce facteur est important pour les réactions impliquant des gaz, et non un facteur significatif avec les liquides et les solides.

Mélange

Le mélange des réactifs augmente leur capacité d'interaction, augmentant ainsi la vitesse d'une réaction chimique.

Résumé des facteurs

Le tableau ci-dessous est un résumé des principaux facteurs qui influencent la vitesse de réaction. Il y a généralement un effet maximum, après quoi la modification d'un facteur n'aura aucun effet ou ralentira une réaction. Par exemple, l'augmentation de la température au-delà d'un certain point peut dénaturer les réactifs ou leur faire subir une réaction chimique complètement différente.

Facteur	Affecter le taux de réaction
Température	l'augmentation de la température augmente la vitesse de réaction
pression	l'augmentation de la pression augmente la vitesse de réaction
concentration	dans une solution, l'augmentation de la quantité de réactifs augmente la vitesse de réaction
état de la matière	les gaz réagissent plus facilement que les liquides, qui réagissent plus facilement que les solides
catalyseurs	un catalyseur réduit l'énergie d'activation, augmentant la vitesse de réaction
mélange	le mélange des réactifs améliore la vitesse de réaction