Зміст
Збільшення концентрації реагентів, як правило, збільшує швидкість реакції, оскільки більше реакційноздатних молекул або іонів присутня для утворення продуктів реакції.Особливо це стосується низьких концентрацій і мало молекул чи іонів реагують. Коли концентрація вже висока, часто досягається межа, коли збільшення концентрації мало впливає на швидкість реакції. Якщо задіяно кілька реагентів, підвищення концентрації одного з них може не впливати на швидкість реакції, якщо не вистачає інших реагентів. В цілому концентрація - це лише один фактор, що впливає на швидкість реакції, і взаємозв'язок, як правило, не простий або лінійний.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Швидкість реакції в цілому змінюється безпосередньо зі зміною концентрації реагентів. Коли концентрація всіх реагентів зростає, більше молекул або іонів взаємодіють, утворюючи нові сполуки, і швидкість реакції збільшується. Коли концентрація реагенту зменшується, цієї молекули чи іона присутні менше, а швидкість реакції зменшується. У особливих випадках, таких як високі концентрації, каталітичні реакції або для одного реагенту, зміна концентрації реагентів може не впливати на швидкість реакції.
Як змінюється швидкість реакції
У типовій хімічній реакції кілька речовин реагують, утворюючи нові продукти. Речовини можуть бути об'єднані у вигляді газів, рідин або у розчині, а кількість присутнього кожного реагенту впливає на швидкість протікання реакції. Часто одного реагенту достатньо, і швидкість реакції залежить від інших присутніх реагентів. Іноді швидкість реакції може залежати від концентрації всіх реагентів, а іноді присутні каталізатори і допомагають визначити швидкість реакції. Залежно від конкретної ситуації, зміна концентрації одного реагенту може не мати ефекту.
Наприклад, в реакції між магнієм і соляною кислотою магній вводиться у вигляді твердого речовини, поки соляна кислота знаходиться в розчині. Зазвичай кислота вступає в реакцію з атомами магнію з металу, і по мірі з'їдання металу реакція протікає. Коли більше соляної кислоти знаходиться в розчині, а концентрація вища, то більше іонів соляної кислоти з'їдає метал і реакція прискорюється.
Аналогічно, коли карбонат кальцію вступає в реакцію з соляною кислотою, підвищення концентрації кислоти прискорює швидкість реакції до тих пір, поки буде достатньо карбонату кальцію. Карбонат кальцію - це білий порошок, який змішується з водою, але не розчиняється. Вступаючи в реакцію з соляною кислотою, вона утворює розчинний хлорид кальцію і виділяється вуглекислий газ. Підвищення концентрації карбонату кальцію, коли його в розчині вже багато, не вплине на швидкість реакції.
Іноді реакція залежить від протікання каталізаторів. У цьому випадку зміна концентрації каталізатора може пришвидшити або уповільнити реакцію. Наприклад, ферменти прискорюють біологічні реакції, і їх концентрація впливає на швидкість реакції. З іншого боку, якщо фермент вже повністю використаний, зміна концентрації інших матеріалів не матиме ефекту.
Як визначити швидкість реакції
Хімічна реакція використовує реактиви та створює продукти реакції. В результаті швидкість реакції можна визначити, вимірюючи, як швидко споживаються реагенти або скільки створюється продукт реакції. Залежно від реакції, як правило, найпростіше виміряти одну з найбільш доступних і легко спостережуваних речовин.
Наприклад, вищевказана реакція магнію та соляної кислоти з реакції утворюється водень, який можна збирати та вимірювати. Для реакції карбонату кальцію та соляної кислоти з утворенням вуглекислого газу та хлориду кальцію можна також збирати вуглекислий газ. Простішим методом може бути зважування реакційної ємності для визначення кількості виділеного вуглекислого газу. Вимірюючи таким чином швидкість хімічної реакції, можна визначити, чи зміна концентрації одного з реагентів змінила швидкість реакції для конкретного процесу.