Eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen. Damit eine chemische Reaktion stattfinden kann, müssen Atome mit genügend Energie kollidieren, um die Abstoßung zwischen ihren Elektronen zu überwinden. Diese Energie wird Aktivierungsenergie genannt. Faktoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen, senken entweder die Aktivierungsenergie oder erhöhen die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Kollision.

Konzentration und Druck:

Je mehr Teilchen in einem bestimmten Raum vorhanden sind, desto wahrscheinlicher ist es, dass diese Teilchen aneinander stoßen. Das bedeutet, dass Chemiker chemische Reaktionen nicht nur beschleunigen können, indem sie die Konzentration der Teilchen – also die Anzahl der Teilchen im Raum – erhöhen, sondern auch das Raumvolumen verringern, was den Druck entsprechend erhöhen würde.

Temperatur:

Die kinetische Energie subatomarer Teilchen nimmt als Reaktion auf eine Zunahme der thermischen Energie zu. Je höher die Temperatur, desto schneller bewegen sich die Partikel und desto wahrscheinlicher ist es, dass sie in Kontakt kommen und reagieren. Das bedeutet, dass chemische Reaktionen bei höheren Temperaturen schneller ablaufen.

Eigenschaften der Reaktanten:

Wenn chemische Reaktionen schnell ablaufen sollen, müssen die Atome in den Reaktanten einen leichten Zugang zueinander haben. Im Allgemeinen gilt: Je größer die Oberfläche der Reaktanten, desto leichter interagieren sie. Im Allgemeinen neigen Gase dazu, schneller zu reagieren als Flüssigkeiten oder Feststoffe. Um Teilchen einer Substanz zu trennen, wird Energie benötigt, und Gase haben bereits Platz zwischen ihren Teilchen. Je größer das Molekül ist, desto größer ist die Anzahl der Gesamtbindungen, so dass Reaktionen mit kleineren Molekülen mit weniger Gesamtbindungen schneller ablaufen dürften.

Eine chemische Reaktion zwischen zwei oder mehr Substanzen erfordert einen engen Kontakt zwischen den Reaktanten. Wenn sich Reaktanten in unterschiedlichen Aggregatzuständen oder Phasen (fest, flüssig, gasförmig, gelöst) befinden, findet die Reaktion nur an der Grenzfläche zwischen den Phasen statt. Stellen Sie sich eine heterogene Reaktion zwischen einer festen Phase und einer flüssigen oder gasförmigen Phase vor. Verglichen mit der Reaktionsgeschwindigkeit für große feste Partikel ist die Geschwindigkeit für kleinere Partikel größer, da die Oberfläche in Kontakt mit der anderen Reaktantenphase größer ist. Das bedeutet, dass bei heterogenen Reaktionen die Reaktionsgeschwindigkeit von der Oberfläche des Reaktanten in einer stärker kondensierten Phase abhängt.

Enzyme und Katalysatoren:

Ein Katalysator ist eine Substanz, die die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion erhöht, ohne dass sie selbst eine Veränderung erfährt. Ein Katalysator tut dies, indem er die Aktivierungsenergie senkt, die zum Starten einer chemischen Reaktion benötigt wird. Die wichtigsten Katalysatoren im menschlichen Körper sind Enzyme. Enzyme sind entscheidend für das gesunde Funktionieren des Körpers. Sie helfen zum Beispiel bei der Zerlegung von Lebensmitteln und deren Umwandlung in Energie. Die meisten chemischen Reaktionen im Körper werden durch Enzyme erleichtert. Das bedeutet, dass ihr Mangel ernsthafte gesundheitliche Probleme verursachen kann. So führt beispielsweise bei der Tay-Sachs-Krankheit ein Mangel an Hexosaminidase-Enzym zur Anhäufung von Gangliosiden im Gehirn und Rückenmark.

Dieser Text wurde teilweise übernommen von Openstax, Anatomie, und Physiologie 2e, Abschnitt 2.3: Chemische Reaktionen und Openstax, Chemie 2e, Abschnitt 12.2 Faktoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen