La velocità di una reazione chimica indica la velocità con cui avvengono le trasformazioni chimiche che portano alla formazione di nuove sostanze a partire da altre.
La velocità delle reazioni chimiche può dipendere da vari fattori. Come si sa, esistono reazioni velocissime, come le esplosioni, o reazioni molto lente da richiedere diversi anni. Alcune reazioni presentano velocità intermedie: la formazione della ruggine può impiegare alcune ore o anche diversi anni.
Se il sistema di reazione è a volume costante, la variazione della quantità di reagente corrisponderà al variare della sua concentrazione (∆c), cioè la quantità di sostanza contenuta in un determinato volume, che con il tempo può aumentare o diminuire.
La velocità di una reazione chimica è uguale alla variazione di concentrazione di una sostanza per l’intervallo di tempo impiegato.
v=∆c/∆t
Le misure si possono effettuare prelevando in laboratorio campioni dalla miscela di reazione a intervalli di tempo definiti e determinando la concentrazione dei reagenti e dei prodotti.
In realtà, ci sono modi più semplici per misurare la velocità di reazione. Ad esempio, si può misurare la variazione di quantità di un reagente o di un prodotto che avviene in un certo intervallo di tempo. Quindi, oltre alla concentrazione, si possono prendere come riferimento anche la massa o il volume del reagente o del prodotto.
Alcune reazioni chimiche possono formare anidride carbonica. In questo caso basta misurare la massa di CO2 che è stata prodotta e dividerla per il tempo impiegato. Dato che la velocità di una reazione chimica tende a diminuire dopo un certo tempo perché diminuisce la quantità di reagente, si parla di velocità media e non assoluta.
I fattori che influenzano la velocità di una reazione chimica
La velocità delle reazioni chimiche è influenzata da diversi fattori.
- La natura dei reagenti. Affinché avvenga una reazione chimica è necessario che le particelle dei reagenti si incontrino; questo dipende dal loro stato di aggregazione. Anche lo stato in cui si trova un reagente (gassoso, liquido e solido) determina la velocità di una reazione come pure la forza dei legami presenti nelle molecole. Nel caso un reagente si trova allo stato solido, minore è la dimensione dei suoi frammenti, maggiore sarà il contatto delle loro particelle con l’altro reagente come anche la velocità di reazione.
- La concentrazione dei reagenti. Se volessimo che due reagenti A e B formino un composto è necessario che ogni particella di A collida con quella di B. Questo dipenderà, in un sistema chiuso, dal numero di particelle presenti e dal volume del recipiente in cui sono contenute. Maggiore è il numero di collisioni, più veloce sarà la reazione.
- L’aumento della temperatura provoca un aumento di movimento delle particelle come anche delle collisioni.
- Si possono aggiungere sostanze, chiamate catalizzatori, che influenzano la velocità di reazione.
Perciò, se si vuole aumentare il più possibile la velocità di una reazione bisogna aumentare il più possibile la concentrazione del solvente, il liquido che deve sciogliere l’altro reagente, la temperatura delle due sostanze e spesso agitare il sistema creato affinché aumenti il contatto tra i due reagenti.