Zawartość
Zwiększenie stężenia reagentów ogólnie zwiększa szybkość reakcji, ponieważ obecnych jest więcej reagujących cząsteczek lub jonów, tworząc produkty reakcji.Jest to szczególnie prawdziwe, gdy stężenia są niskie i reaguje niewiele cząsteczek lub jonów. Gdy stężenia są już wysokie, często osiąga się granicę, w której zwiększenie stężenia ma niewielki wpływ na szybkość reakcji. Gdy zaangażowanych jest kilka reagentów, zwiększenie stężenia jednego z nich może nie wpłynąć na szybkość reakcji, jeśli nie będzie wystarczającej ilości innych reagentów. Ogólnie rzecz biorąc, koncentracja jest tylko jednym czynnikiem wpływającym na szybkość reakcji, a związek zwykle nie jest prosty ani liniowy.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Szybkość reakcji ogólnie zmienia się bezpośrednio ze zmianami stężenia reagentów. Gdy wzrasta stężenie wszystkich reagentów, więcej cząsteczek lub jonów oddziałuje tworząc nowe związki, a szybkość reakcji wzrasta. Gdy stężenie reagenta maleje, jest mniej tej cząsteczki lub jonu, a szybkość reakcji maleje. W szczególnych przypadkach, takich jak wysokie stężenia, reakcje katalityczne lub pojedynczy reagent, zmiana stężenia reagentów może nie wpływać na szybkość reakcji.
Jak zmienia się szybkość reakcji
W typowej reakcji chemicznej kilka substancji reaguje, tworząc nowe produkty. Substancje można łączyć w postaci gazów, cieczy lub w roztworze, a ilość każdego reagenta jest zależna od szybkości reakcji. Często jest więcej niż wystarczająca ilość jednego reagenta, a szybkość reakcji zależy od pozostałych obecnych reagentów. Czasami szybkość reakcji może zależeć od stężenia wszystkich reagentów, a czasem katalizatory są obecne i pomagają określić szybkość reakcji. W zależności od konkretnej sytuacji zmiana stężenia jednego reagenta może nie mieć wpływu.
Na przykład w reakcji między magnezem i kwasem chlorowodorowym magnez wprowadza się w postaci stałej, podczas gdy kwas solny jest w roztworze. Zazwyczaj kwas reaguje z atomami magnezu z metalu, a gdy metal zostaje zjedzony, reakcja zachodzi. Gdy w roztworze jest więcej kwasu chlorowodorowego, a jego stężenie jest wyższe, więcej jonów kwasu chlorowodorowego pochłania metal i reakcja przyspiesza.
Podobnie, gdy węglan wapnia reaguje z kwasem chlorowodorowym, zwiększenie stężenia kwasu przyspiesza szybkość reakcji, o ile obecna jest wystarczająca ilość węglanu wapnia. Węglan wapnia jest białym proszkiem, który miesza się z wodą, ale nie rozpuszcza się. W reakcji z kwasem chlorowodorowym tworzy rozpuszczalny chlorek wapnia i wydzielany jest dwutlenek węgla. Zwiększenie stężenia węglanu wapnia, gdy w roztworze jest już dużo, nie będzie miało wpływu na szybkość reakcji.
Czasami reakcja zależy od zachodzących katalizatorów. W takim przypadku zmiana stężenia katalizatora może przyspieszyć lub spowolnić reakcję. Na przykład enzymy przyspieszają reakcje biologiczne, a ich stężenie wpływa na szybkość reakcji. Z drugiej strony, jeśli enzym jest już w pełni wykorzystany, zmiana stężenia innych materiałów nie przyniesie żadnego efektu.
Jak określić szybkość reakcji
Reakcja chemiczna zużywa reagenty i tworzy produkty reakcji. W rezultacie szybkość reakcji można określić, mierząc szybkość zużycia reagentów lub ilość wytworzonego produktu reakcji. W zależności od reakcji zazwyczaj najłatwiej jest zmierzyć jedną z najbardziej dostępnych i łatwych do zaobserwowania substancji.
Na przykład w powyższej reakcji magnezu i kwasu solnego reakcja wytwarza wodór, który można zebrać i zmierzyć. W reakcji węglanu wapnia i kwasu solnego z wytworzeniem dwutlenku węgla i chlorku wapnia można również zbierać dwutlenek węgla. Łatwiejszą metodą może być zważenie pojemnika reakcyjnego w celu ustalenia ilości wydzielonego dwutlenku węgla. Pomiar szybkości reakcji chemicznej w ten sposób może ustalić, czy zmiana stężenia jednego z reagentów zmieniła szybkość reakcji dla danego procesu.