Die Erhöhung des Drucks bei einer chemischen Reaktion kann mehrere Auswirkungen auf die Reaktionsgeschwindigkeit haben.
Erstens erhöht sich durch die Erhöhung des Drucks die Anzahl der Reaktionsteilnehmer pro Volumeneinheit.
Dies bedeutet, dass sich auch die Kollisionsrate zwischen den Teilchen erhöht.
Da Reaktionen ablaufen, wenn die Reaktionsteilnehmer mit ausreichender Energie zusammenstoßen, führt die erhöhte Kollisionsrate zu mehr erfolgreichen Kollisionen und somit zu einer höheren Reaktionsgeschwindigkeit.
Zweitens werden die Moleküle der Reaktanten durch den höheren Druck komprimiert, was zu einem erheblichen Anstieg ihrer Konzentration im Reaktionsgefäß führt.
Diese erhöhte Konzentration macht Molekülkollisionen wahrscheinlicher, wodurch die Reaktion weiter beschleunigt wird.
Außerdem kann ein erhöhter Druck die Aktivierungsenergie verändern, die für eine Reaktion erforderlich ist.
Dies kann zu einer Verschiebung des Reaktionsweges führen und möglicherweise neue Wege eröffnen, die eine niedrigere Aktivierungsenergie haben.
Durch die Senkung der Energiebarriere kann die Reaktion schneller ablaufen, was zu einer höheren Reaktionsgeschwindigkeit führt.
Es ist zu beachten, dass eine Erhöhung des Drucks auch Auswirkungen auf die Zersetzung von Reagenzien und Ausgangsstoffen haben kann, vor allem, wenn dabei ein Gas freigesetzt wird oder eine Reaktion mit einem Gas stattfindet.
Wenn jedoch die gewünschte Reaktion beschleunigt wird, werden konkurrierende Reaktionen minimiert, und der Druck ermöglicht im Allgemeinen schnellere Reaktionen mit saubereren Reaktionsprofilen.
Druckreaktoren, wie z. B. Hochdruck-Glasreaktoren, spielen in verschiedenen chemischen Anwendungen eine entscheidende Rolle.
Sie ermöglichen die Durchführung von Reaktionen bei höheren Temperaturen als bei Atmosphärendruck, was die Reaktionsgeschwindigkeit weiter beschleunigen kann.
Außerdem können Druckreaktoren das chemische Gleichgewicht auf die Seite der Reaktion verschieben, auf der weniger Gasmole vorhanden sind, was die Ausbeute erhöhen kann.
Diese Reaktoren werden für Hydrierungen, Gasphasenreaktionen, Katalyse, Korrosionstests, Überkritikalitätsstudien und hydrothermale Synthesen verwendet.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine Erhöhung des Drucks in einer chemischen Reaktion die Konzentration und die Kollisionshäufigkeit der Reaktionsteilnehmer erhöht, die Aktivierungsenergie verändert und den Reaktionsweg verschieben kann, was alles zu einer Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit beiträgt.
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