Hvordan påvirker koncentrationen reaktionshastigheden?

Forøgelse af koncentrationen af ​​reaktanter øger generelt reaktionshastigheden, fordi flere af de reagerende molekyler eller ioner er til stede for at danne reaktionsprodukterne. Dette gælder især, når koncentrationerne er lave, og få molekyler eller ioner reagerer. Når koncentrationerne allerede er høje, opnås der ofte en grænse, hvor koncentrationens stigning har ringe effekt på reaktionshastigheden. Når flere reaktanter er involverede, kan det ikke påvirke reaktionshastigheden, hvis koncentrationen af ​​en af ​​dem ikke øger, hvis ikke nok af de andre reaktanter er tilgængelige. Samlet set er koncentration kun en faktor, der påvirker reaktionshastigheden, og forholdet er normalt ikke enkelt eller lineært.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

reaktionen generelt varierer direkte med ændringer i koncentrationen af ​​reaktanterne. Når koncentrationen af ​​alle reaktanterne stiger, interagerer flere molekyler eller ioner til dannelse af nye forbindelser, og reaktionshastigheden forøges. Når koncentrationen af ​​en reaktant falder, er der færre af det pågældende molekyle eller ion, og reaktionshastigheden falder. I særlige tilfælde som for høje koncentrationer, for katalytiske reaktioner eller for en enkelt reaktant, kan ændring af koncentrationen af ​​reaktanter ikke påvirke reaktionshastigheden.

Sådan ændrer reaktionshastigheden

I En typisk kemisk reaktion reagerer flere stoffer på nye produkter. Stofferne kan bringes sammen som gasser, væsker eller i opløsning, og hvor meget af hver reaktant der er til stede, påvirker hvor hurtigt reaktionen går videre. Ofte er der mere end nok af en reaktant, og reaktionshastigheden afhænger af de øvrige reaktanter. Sommetider kan reaktionshastigheden afhænge af koncentrationen af ​​alle reaktanterne, og nogle gange er katalysatorer til stede og hjælper med at bestemme reaktionshastigheden. Afhængigt af den specifikke situation kan en ændring af koncentrationen af ​​en reaktant ikke have nogen virkning.

For eksempel indføres magnesium som et faststof i reaktionen mellem magnesium og saltsyre, mens saltsyren er i opløsning. Reaktionen reagerer typisk med magnesiumatomer fra metallet, og når metallet spises væk, fortsætter reaktionen. Når mere saltsyre er i opløsning, og koncentrationen er højere, spiser flere saltsyreioner væk i metalet, og reaktionen øges.

Tilsvarende, når calciumcarbonat reagerer med saltsyre, øges koncentrationen af ​​syren fremskynder reaktionshastigheden, så længe der er tilstrækkeligt calciumcarbonat til stede. Kalciumcarbonatet er et hvidt pulver der blandes med vand, men opløses ikke. Da det reagerer med saltsyre, danner det opløseligt calciumchlorid, og carbondioxid udledes. Forøgelse af koncentrationen af ​​calciumcarbonat, når der allerede er meget i opløsningen, vil ikke have nogen effekt på reaktionshastigheden.

Nogle gange afhænger en reaktion af katalysatorer for at fortsætte. I så fald kan ændring af koncentrationen af ​​katalysatoren øge eller bremse reaktionen. For eksempel fremskynder enzymer biologiske reaktioner, og deres koncentration påvirker reaktionshastigheden. På den anden side, hvis enzymet allerede er fuldt ud anvendt, vil ændring af koncentrationen af ​​de andre materialer ikke have nogen effekt.

Sådan bestemmes reaktionshastigheden

Den kemiske reaktion bruger op reaktanter og skaber reaktionsprodukter. Som følge heraf kan reaktionshastigheden bestemmes ved at måle hvor hurtigt reaktanter forbruges, eller hvor meget reaktionsprodukt er skabt. Afhængigt af reaktionen er det sædvanligvis nemmest at måle et af de mest tilgængelige og let observerede stoffer.

For eksempel, i reaktionen af ​​magnesium og saltsyre ovenfor, producerer reaktionen hydrogen, som kan opsamles og måles . Til reaktionen af ​​calciumcarbonat og saltsyre til fremstilling af carbondioxid og calciumchlorid kan kuldioxiden også opsamles. En nemmere metode kan være at veje reaktionsbeholderen for at bestemme, hvor meget carbondioxid er blevet afgivet. Måling af hastigheden af ​​en kemisk reaktion på denne måde kan bestemme, om ændring af koncentrationen af ​​en af ​​reaktanterne har ændret reaktionshastigheden for den pågældende proces.