Chapter 5 · Rate of reactionTextbook pages 102–103

Rate of Reaction and Collision Theory രാസപ്രവർത്തനവേഗം · കൊളിഷൻ സിദ്ധാന്തം

Some reactions are over in a flash, others take years. Here you compare four changes from Fig 5.6, think about why speed matters (a tooth filling, a rusting bridge, food going bad), and then meet the big idea of the chapter: collision theory. In the simulator you control the number of particles, their energy and the size of the solid pieces – and watch the rate meter respond.

📖 What you need (page 2)

1. Four changes – the same speed? (Fig 5.6)

🖼️ Fig 5.6 · രാസപ്രവർത്തനവേഗം (redrawn)

മുകളിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന ചിത്രങ്ങളിൽ ചില രാസപ്രക്രിയകൾ സംഭവിക്കുന്നുണ്ട്. ഏതൊക്കെയാണെന്ന് തിരിച്ചറിയൂ. – Some chemical processes are taking place in the pictures above. Identify them: explosion സ്ഫോടനം, rusting of iron അയൺ തുരുമ്പിക്കുന്നത്, the change in rocks with the climate (weathering) കാലാവസ്ഥാവ്യതിയാനത്തിനനുസരിച്ച് പാറകൾക്കുണ്ടാകുന്ന മാറ്റം, filling a cavity in a tooth പല്ലിലെ പോട് അടയ്ക്കുന്നത്.

Question (page 102). ഈ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ എല്ലാം ഒരേ വേഗത്തിലാണോ നടക്കുന്നത്? Do all these reactions take place at the same speed?

Same speed?
No. An explosion സ്ഫോടനം is very fast (a fraction of a second). A dental filling sets in a few minutes. Rusting തുരുമ്പിക്കൽ is slow (days to months). The weathering of rocks is very slow (hundreds or thousands of years). Put them in order on the speed ladder below.
🪜 Speed ladder – click the four changes from the FASTEST to the SLOWEST

Each step on the scale is a big jump in time (1 s → 1 min → 1 h → 1 day …) so that very fast and very slow changes fit on one line. The times are typical, not exact.

2. Why does the speed matter?

Questions (pages 102–103).

  1. പല്ലിന്റെ പോട് അടയ്ക്കുമ്പോൾ രാസമിശ്രിതം പല്ലിനോട് ഒട്ടിച്ചേരുന്നത് വളരെ സാവധാനത്തിൽ ആണെങ്കിൽ ആഹാരം കഴിക്കുക എത്ര ശ്രമകരമായിരിക്കും എന്ന് നിങ്ങൾക്ക് ചിന്തിക്കാമല്ലോ. When a cavity is filled, think how hard eating would be if the filling mixture stuck to the tooth very slowly.
  2. അതുപോലെ അയൺ തുരുമ്പിക്കുന്ന രാസപ്രവർത്തനം വളരെ വേഗത്തിലായാൽ അതിന്റെ ദൂഷ്യഫലങ്ങൾ ഏതെല്ലാമാണ്? Similarly, if the rusting of iron were very fast, what would be its harmful effects?
1. If the filling set very slowly we could not eat or drink for hours or days – the soft filling would be chewed away or fall out. It must set fast (in minutes), but not instantly, so that the dentist has time to shape it.
2. Iron bridges, railway lines, vehicles, ships, gates, tools, roofing sheets and the steel inside concrete buildings would crumble quickly. Buildings and bridges could collapse, accidents would happen and replacing everything would cost huge amounts of money. Luckily rusting is slow – and we make it even slower by painting, oiling and galvanising.

Slowing down the reactions that spoil food

ആഹാരസാധനങ്ങൾ കേടുവരാതിരിക്കാൻ നമ്മൾ എന്തെല്ലാം മാർഗങ്ങളാണ് സ്വീകരിക്കുന്നത്? – What methods do we use to keep food from going bad? Food spoils because of chemical reactions (many of them caused by microbes and enzymes). We preserve food by slowing those reactions down. Complete the book's list:

MethodHow it slows the spoiling reactions
Salting – fish, mango pickle ഉപ്പിലിട്ട് വയ്ക്കുകsalt draws water out; microbes cannot grow
Preservatives പ്രിസർവേറ്റീവുകൾchemicals that stop microbes or slow oxidation
Refrigeration തണുപ്പിച്ച് സൂക്ഷിക്കുകlow temperature slows every reaction – batter in the fridge hardly ferments
Drying in the sun (dried fish, chilli, copra)no water – microbes and enzymes stop working
Vacuum / airtight packing, filling with nitrogenno oxygen – no oxidation, oil does not go rancid
Pickling in vinegar, sugar syrup (jam)acid or a lot of sugar stops microbes

എല്ലാ രാസപ്രവർത്തനങ്ങളും ഒരേ വേഗത്തിൽ അല്ല നടക്കുന്നത്. രാസപ്രവർത്തനവേഗത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്ന നിരവധി ഘടകങ്ങളുണ്ട്. അവയിൽ ചിലത് നമുക്ക് പരിശോധിക്കാം. – Not all chemical reactions take place at the same speed. There are many factors that influence the rate of reaction രാസപ്രവർത്തനവേഗം. Let us examine some of them (pages 7 and 8).

🧠 What exactly is the “rate”?

The rate of a reaction tells how fast the reactants are used up, or how fast the products are formed, in a unit of time. A fizzing tablet that is gone in 30 seconds reacts faster than one that takes 3 minutes. In the lab we can measure the rate by counting gas bubbles per minute, timing how long a solution takes to turn cloudy, or measuring the volume of gas every 30 s (page 10).

3. Collision theory കൊളിഷൻ സിദ്ധാന്തം

📚 Collision theory (side box, page 103)

കൊളിഷൻ സിദ്ധാന്തപ്രകാരം ഒരു രാസപ്രവർത്തനം സംഭവിക്കുന്നത് അഭികാരകകണികകൾ പരസ്പരം കൂട്ടിമുട്ടുമ്പോഴാണ്. അഭികാരകകണികകൾ തമ്മിലുള്ള എല്ലാ കൂട്ടിമുട്ടലുകളും ഉൽപന്ന രൂപീകരണത്തിലേക്ക് എത്തണമെന്നില്ല. ഉൽപന്ന രൂപീകരണത്തിലേക്ക് എത്തുന്ന കൂട്ടിമുട്ടലുകളെ ഫലവത്തായ കൂട്ടിമുട്ടലുകൾ (effective collisions) എന്നു പറയുന്നു. ഫലവത്തായ കൂട്ടിമുട്ടലുകൾ നടക്കണമെങ്കിൽ അഭികാരകകണികകൾക്ക് ഒരു നിശ്ചിത അളവിൽ കൂടുതലുള്ള ഊർജ്ജം ആവശ്യമാണ്. യൂണിറ്റ് വ്യാപ്തത്തിലുള്ള കണികകളുടെ എണ്ണം കൂടുന്നതും ഊർജ്ജം കൂടുന്നതും ഫലവത്തായ കൂട്ടിമുട്ടലുകൾക്ക് കാരണമാവുകയും രാസപ്രവർത്തനവേഗം വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യും.

🎬 Collision theory in four pictures

4. Virtual lab: the collision-theory simulator

Blue particles (for example acid particles in solution) move about and hit the surface of a solid reactant (orange, for example marble). A particle with less energy than the threshold just bounces off (counted as a collision). A particle with at least the threshold energy (it turns orange-red) reacts: an effective collision – a green product puff appears. Change one slider at a time and watch the rate meter.

💥 Collision-theory simulator

A simple model with illustrative numbers: in a real reaction there are billions of billions of particles, and the effect of temperature is just as dramatic.

Use the simulator: what happens to the rate?

More particles in the same volume (higher concentration)
The temperature is lowered (food in the fridge)
The same mass of solid is used as small pieces (powder)
The threshold energy is lowered (a catalyst – go further)
🌴 Collisions in the kitchen
⚠️ Common mistakes
🌐 Explore online needs internet · opens in a new tab

5. Check yourself

🧭 Summary

Next: Nature, concentration & surface area ▶