kollisiooniteooria

Kollisiooniteoria on kemian malli, jolla selitetään kemiallisten reaktioiden nopeus sen perusteella, miten ja milloin molekyylit törmäävät toisiinsa. Mallin mukaan reaktio voidaan saada aikaan vain tehokkaiden törmäysten kautta, joissa molekyylit ovat oikeassa asennossa ja ylittävät aktivaatioenergian.

Teorian mukaan törmäysten määrä ja niiden tehokkuus riippuvat lämpötilasta ja pitoisuuksista. Korkeammassa lämpötilassa molekyylien nopeudet kasvavat ja energianjakautuma mahdollistaa suuremman osan törmäyksistä ylittävän Ea. Pitoisuudet lisäävät törmäysten määrää, ja siten reaktion nopeutta. Törmäysten tehokkuuteen vaikuttavat sekä molekyylien suuntautuminen että muut kollisioonin kannalta olennaiset tekijät; vain nämä tehokkaat törmäykset johtavat reaktioon.

Yhtenä käytettynä muotona kollisiooniteoriaa hyödynnetään Arrheniuksen yhtälössä k = A exp(-Ea/RT). A-tekijä kuvaa törmäystiheyttä sekä orientaatio- ja muita tekijöitä, Ea on aktivaatioenergia. Tämä malli osoittaa, miksi lämpötilan ja pitoisuuksien vaikutus näkyy reaktion nopeudessa ja miten energian ylittämisellä on keskeinen rooli.

Rajoitteet ja suhde muihin teorioihin: Kollisiooniteoria on yksinkertainen ja pätee parhaiten kaasumaisiin reaktioihin, joissa liuottimet ja ympäristön monimutkaiset vaikutukset voivat olla vähäisiä. Nesteisiin ja monimutkaisiin ratkaisu-olosuhteisiin sekä katalysoituihin reaktioihin malli voi antaa vain suuntaa antavia arvoja. Siirtymistilan teoria tarjoaa tarkemman kuvan reaktionkaçmuista ja aktivaatioenergiasta näissä tapauksissa.

Käytännössä kollisiooniteoria auttaa ymmärtämään, miten lämpötila, pitoisuus ja katalyytin läsnäolo vaikuttavat reaktioiden nopeuteen sekä miksi tietyt reaktiot ovat nopeammat kuin toiset.