Par Vaibhav Rakesh – Mis à jour le 30 août 2022
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Une réaction chimique est provoquée par des collisions entre des molécules réactives. La vitesse d’une réaction peut être augmentée en manipulant plusieurs facteurs clés qui influencent la fréquence et l’énergie des collisions. Vous trouverez ci-dessous quatre approches fondées sur des données probantes qui augmentent de manière fiable les taux de réaction.
Un catalyseur est une substance qui réduit l’énergie d’activation d’une réaction sans être consommée ni altérer les produits finaux. Parce qu’ils créent une voie alternative à moindre énergie, les catalyseurs augmentent considérablement le nombre de collisions productives. Par exemple, la décomposition du chlorate de potassium (KClO₃) commence à 392°F lorsque le dioxyde de manganèse (MnO₂) est présent, alors que la même réaction sans catalyseur ne démarre qu'à 715°F.
L’augmentation de la température injecte de l’énergie cinétique dans les molécules réactives, les faisant se déplacer plus rapidement et entrer en collision plus souvent. La relation est souvent linéaire jusqu’à un certain point, après quoi les réactions secondaires ou la décomposition peuvent dominer. Une illustration courante est que le sucre se dissout plus rapidement dans l'eau chaude que dans l'eau froide, car une température élevée accélère les processus de diffusion et de collision.
La théorie des collisions prédit qu’une concentration plus élevée de réactifs augmente la probabilité de collisions. Pour les gaz, cela peut être réalisé en augmentant la pression, comprimant ainsi les molécules dans un volume plus petit. Dans les liquides ou les solides, le simple fait d'ajouter plus de masse réactive augmente le taux de collision global et accélère la réaction.
Une surface plus exposée signifie que davantage de molécules sont disponibles pour le contact à un moment donné. La conversion des réactifs sous forme de poudre ou finement divisée maximise cet effet. Le sucre en poudre se dissout plus rapidement qu'un morceau de sucre et la combustion est beaucoup plus rapide lorsque le carburant est sous forme de fines particules.
Ces stratégies (catalyseurs, température, concentration et surface) sont les pierres angulaires de la cinétique chimique et sont couramment utilisées dans les processus industriels, les laboratoires et les applications quotidiennes pour contrôler la vitesse de réaction.