## 5.2 Theorie reactiesnelheid

De reactiesnelheid is de hoeveelheid beginstof die per minuut of seconde wordt omgezet. In plaats van de hoeveelheid beginstof kun je ook de hoeveelheid reactieproduct meten. De reactiesnelheid wordt vaak weergegeven in gram/minuut of gram/seconde.

Reactiesnelheid berekenen
Aan het begin van deze periode heb je bij het onderdeel massabehoud een demonstratieproef gezien waarbij soda reageerde met zoutzuur. Bij deze reactie leek het alsof de wet van massabehoud niet op ging, de massa was na afloop immers gedaald. Dat kwam omdat er een gas ontstond.
De reactievergelijking van deze reactie luidt:

CaCO3(s) + 2 HCl(aq) à CaCl2 + H2O(l) + CO2(g)

Wanneer je tijdens dit experiment elke minuut de massa zou meten, ontstaat onderstaande grafiek.

De gemeten massa afname tijdens deze reactie ontstaat doordat er koolstofdioxide gas ontstaat. Met de gemeten massa afname kun je de reactiesnelheid berekenen in gram/minuut ontstane CO2.
Je ziet in de grafiek dat de massa na 20 minuten niet meer verandert. Dan is de reactie gestopt omdat één of beide beginstoffen op is.

Voorbeeld berekening met reactiesnelheid
Bereken de snelheid van de hierboven beschreven reactie tussen 2 en 16 minuten. Gebruik de gegevens uit de grafiek.

Volgens de grafiek is de massa na 2 minuten nog 2,35 gram, na 16 minuten is dit nog maar 1,60 gram. De reactietijd is de tijd tussen 16 en 2 minuten. De reactiesnelheid is de hoeveelheid gevormde CO2 gedeeld door de reactietijd.

Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden
De snelheid van een reactie kan door een aantal factoren worden beïnvloed. Drie van deze factoren heb je de vorige les onderzocht.

1. De verdelingsgraad, hoe fijner een stof verdeeld is (grotere verdelingsgraad), hoe sneller de reactie.
2. De concentratie, hoe hoger de concentratie van de beginstof, hoe sneller de reactie.
3. De temperatuur, hoe hoger de temperatuur, hoe sneller de reactie

Het botsende deeltjes model
Twee stoffen kunnen met elkaar reageren wanneer de moleculen van deze stoffen tegen elkaar botsen. Niet elke botsing leidt tot een chemische reactie. De botsing moet voldoende kracht hebben om de moleculen van samenstelling te laten veranderen. Botsingen die leiden leiden tot een chemische reactie noem je een effectieve botsing.
Een beschrijving van de reactiesnelheid met behulp van botsende deeltjes noem je het botsende deeltjes model.

Een voorbeeld van een effectieve botsing.

Invloed van de verdelingsgraad
De factor verdelingsgraad is alleen van toepassing bij vaste stoffen. Bij vaste stoffen is er sprake van een contactoppervlak, dat is het oppervlak waarop de moleculen van bijvoorbeeld een gas of vloeistof in contact kunnen komen met de moleculen van de vaste stof. Hoe groter het contactoppervlak wordt, hoe groter de kans dat er effectieve botsingen plaatsvinden wat leidt tot een grotere reactiesnelheid.
Je kunt het contactoppervlak van vaste stoffen vergroten door de stof in kleinere stukjes te breken of uiteindelijk te verpoederen. De verdelingsgraad neem dan toe.

Invloed van de concentratie
De factor concentratie is alleen van toepassing bij gassen en stoffen die in een oplosmiddel zijn opgelost. Hoe meer moleculen er in één liter gas of oplossing zitten, hoe groter de kans dat deze moleculen zullen botsen. Het aantal effectieve botsingen zal dan toenemen, wat leidt tot een grotere reactiesnelheid.

Invloed van de temperatuur
Bij een hogere temperatuur bewegen de moleculen sneller. Als moleculen sneller bewegen zullen ze vaker en harder botsen. Hierdoor neemt het aantal effectieve botsingen en dus ook de reactiesnelheid toe.