science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe beïnvloedt concentratie de reactiesnelheid?

Het verhogen van de concentratie van reactanten verhoogt over het algemeen de reactiesnelheid omdat meer van de reagerende moleculen of ionen aanwezig zijn om de reactieproducten te vormen. Dit geldt vooral als de concentraties laag zijn en er weinig moleculen of ionen reageren. Wanneer de concentraties al hoog zijn, wordt vaak een limiet bereikt waarbij het verhogen van de concentratie weinig effect heeft op de reactiesnelheid. Als er meerdere reactanten bij betrokken zijn, kan het verhogen van de concentratie van een van deze geen invloed hebben op de reactiesnelheid als er niet genoeg van de andere reactanten beschikbaar zijn. Over het algemeen is concentratie slechts één factor die de reactiesnelheid beïnvloedt, en de relatie is meestal niet eenvoudig of lineair.

TL; DR (te lang; heeft niet gelezen)

Het percentage reactie varieert in het algemeen direct met veranderingen in de concentratie van de reactanten. Wanneer de concentratie van alle reactanten toeneemt, interageren meer moleculen of ionen om nieuwe verbindingen te vormen, en neemt de reactiesnelheid toe. Wanneer de concentratie van een reactant afneemt, zijn er minder van dat molecuul of ion aanwezig en neemt de reactiesnelheid af. In speciale gevallen zoals voor hoge concentraties, voor katalytische reacties of voor een enkele reactant, kan het veranderen van de concentratie van reactanten de snelheid van de reactie niet beïnvloeden.

Hoe de reactiesnelheid verandert

In een typische chemische reactie, verschillende stoffen reageren op nieuwe producten. De stoffen kunnen samengevoegd worden als gassen, vloeistoffen of in oplossing, en hoeveel van elke reactant aanwezig is, beïnvloedt hoe snel de reactie verloopt. Vaak is er meer dan genoeg van één reactant, en de snelheid van de reactie hangt af van de andere aanwezige reactanten. Soms kan de reactiesnelheid afhangen van de concentratie van alle reactanten en soms zijn er katalysatoren aanwezig die de snelheid van de reactie helpen bepalen. Afhankelijk van de specifieke situatie, kan het veranderen van de concentratie van één reactant geen effect hebben.

Bijvoorbeeld, in de reactie tussen magnesium en zoutzuur, wordt het magnesium ingebracht als een vaste stof terwijl het zoutzuur in oplossing is. Typisch reageert het zuur met magnesiumatomen van het metaal en als het metaal wordt weggevreten, gaat de reactie voort. Wanneer meer zoutzuur in oplossing is en de concentratie hoger is, vreten meer zoutzuurionen weg bij het metaal en de reactie versnelt.

Evenzo, wanneer calciumcarbonaat reageert met zoutzuur, verhoogt de concentratie van het zuur versnelt de reactiesnelheid zolang er voldoende calciumcarbonaat aanwezig is. Het calciumcarbonaat is een wit poeder dat zich vermengt met water maar niet oplost. Als het reageert met het zoutzuur, vormt het oplosbare calciumchloride en wordt koolstofdioxide afgegeven. Het verhogen van de concentratie calciumcarbonaat als er al veel in de oplossing is, heeft geen effect op de reactiesnelheid.

Soms is een reactie afhankelijk van katalysatoren om door te gaan. In dat geval kan het veranderen van de concentratie van de katalysator de reactie versnellen of vertragen. Enzymen versnellen bijvoorbeeld biologische reacties en hun concentratie beïnvloedt de reactiesnelheid. Aan de andere kant, als het enzym al volledig wordt gebruikt, zal het veranderen van de concentratie van de andere materialen geen effect hebben.

Hoe de reactiesnelheid bepalen

De chemische reactie verbruikt de reactanten en creëert reactieproducten. Dientengevolge kan de reactiesnelheid worden bepaald door te meten hoe snel reactanten worden verbruikt of hoeveel reactieproduct wordt gecreëerd. Afhankelijk van de reactie is het meestal het gemakkelijkst om een ​​van de meest toegankelijke en gemakkelijk te observeren stoffen te meten.

Bijvoorbeeld, bij de reactie van magnesium en zoutzuur hierboven produceert de reactie waterstof die kan worden verzameld en gemeten. . Voor de reactie van calciumcarbonaat en zoutzuur om koolstofdioxide en calciumchloride te produceren, kan het koolstofdioxide ook worden verzameld. Een eenvoudigere methode kan zijn om de reactiecontainer te wegen om te bepalen hoeveel koolstofdioxide is afgegeven. Het meten van de snelheid van een chemische reactie op deze manier kan bepalen of het veranderen van de concentratie van een van de reactanten de reactiesnelheid voor het betreffende proces heeft veranderd.