Innehåll
Att öka koncentrationen av reaktanter ökar i allmänhet reaktionshastigheten eftersom fler av de reagerande molekylerna eller jonerna är närvarande för att bilda reaktionsprodukterna.Detta gäller särskilt när koncentrationerna är låga och få molekyler eller joner reagerar. När koncentrationerna redan är höga uppnås ofta en gräns där ökningen av koncentrationen har liten effekt på reaktionshastigheten. När flera reaktanter är involverade kan det hända att ökning av koncentrationen av en av dem inte påverkar reaktionshastigheten om inte tillräckligt med de andra reaktanterna är tillgängliga. Sammantaget är koncentrationen bara en faktor som påverkar reaktionshastigheten, och förhållandet är vanligtvis inte enkelt eller linjärt.
TL; DR (för lång; läste inte)
Reaktionshastigheten i allmänhet varierar direkt med förändringar i koncentrationen av reaktanterna. När koncentrationen av alla reaktanter ökar samverkar fler molekyler eller joner för att bilda nya föreningar, och reaktionshastigheten ökar. När koncentrationen av en reaktant minskar är det färre av den molekylen eller jonen närvarande, och reaktionshastigheten minskar. I speciella fall, såsom för höga koncentrationer, för katalytiska reaktioner eller för en enda reaktant, kan ändring av koncentrationen av reaktanter inte påverka reaktionshastigheten.
Hur reaktionshastigheten ändras
Vid en typisk kemisk reaktion reagerar flera ämnen och bildar nya produkter. Ämnen kan föras samman som gaser, vätskor eller i lösning, och hur mycket av varje reaktant som finns finns påverkar hur snabbt reaktionen fortskrider. Ofta finns det mer än tillräckligt med en reaktant, och reaktionshastigheten beror på de andra närvarande reaktanterna. Ibland kan reaktionshastigheten bero på koncentrationen av alla reaktanter, och ibland finns katalysatorer närvarande och hjälper till att bestämma reaktionens hastighet. Beroende på den specifika situationen kan det inte ha någon effekt att ändra koncentrationen av en reaktant.
Till exempel införes reaktionen mellan magnesium och saltsyra magnesium som ett fast ämne medan saltsyran är i lösning. Typiskt reagerar syran med magnesiumatomer från metallen, och när metallen äts bort fortsätter reaktionen. När mer saltsyra finns i lösning och koncentrationen är högre, äter fler saltsyrajoner bort vid metallen och reaktionen snabbas upp.
På liknande sätt, när kalciumkarbonat reagerar med saltsyra, ökar koncentrationen av syran hastigheten på reaktionen så länge som tillräckligt med kalciumkarbonat är närvarande. Kalciumkarbonatet är ett vitt pulver som blandas med vatten men inte upplöses. När den reagerar med saltsyran bildar den löslig kalciumklorid och koldioxid avges. Att öka koncentrationen av kalciumkarbonat när det redan finns mycket i lösningen kommer inte att ha någon effekt på reaktionshastigheten.
Ibland beror en reaktion på katalysatorer för att fortsätta. I så fall kan ändring av koncentrationen av katalysatorn påskynda eller bromsa reaktionen. Till exempel påskyndar enzymer biologiska reaktioner, och deras koncentration påverkar reaktionshastigheten. Å andra sidan, om enzymet redan används fullt ut, kommer att ändra koncentrationen av de andra materialen inte ha någon effekt.
Hur man bestämmer reaktionshastigheten
Den kemiska reaktionen använder reaktanterna och skapar reaktionsprodukter. Som ett resultat kan reaktionshastigheten bestämmas genom att mäta hur snabbt reaktanter konsumeras eller hur mycket reaktionsprodukt som skapas. Beroende på reaktionen är det oftast lättast att mäta ett av de mest tillgängliga och lätt observerade ämnena.
Till exempel vid reaktionen av magnesium och saltsyra ovan producerar reaktionen väte som kan samlas in och mätas. För reaktion av kalciumkarbonat och saltsyra för att producera koldioxid och kalciumklorid kan koldioxid också samlas in. En enklare metod kan vara att väga reaktionsbehållaren för att bestämma hur mycket koldioxid som har givits av. Att mäta hastigheten för en kemisk reaktion på detta sätt kan bestämma om förändring av koncentrationen av en av reaktanterna har förändrat reaktionshastigheten för den specifika processen.