كيف يؤثر التركيز على معدل التفاعل؟

تؤدي زيادة تركيز المواد المتفاعلة بشكل عام إلى زيادة معدل التفاعل نظرًا لوجود المزيد من الجزيئات أو الأيونات المتفاعلة لتشكيل نواتج التفاعل. هذا صحيح بشكل خاص عندما تكون التركيزات منخفضة وتتفاعل القليل من الجزيئات أو الأيونات. عندما تكون التركيزات عالية بالفعل ، غالبًا ما يتم الوصول إلى حد حيث يكون لزيادة التركيز تأثير ضئيل على معدل التفاعل. عندما يتم تضمين العديد من المتفاعلات ، فإن زيادة تركيز أحدها قد لا يؤثر على معدل التفاعل إذا لم يتوفر عدد كافٍ من المتفاعلات الأخرى. بشكل عام ، التركيز هو عامل واحد فقط يؤثر على معدل التفاعل ، والعلاقة عادة ليست بسيطة أو خطية.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

معدل التفاعل بشكل عام يختلف بشكل مباشر مع التغيرات في تركيز المواد المتفاعلة. عندما يزداد تركيز جميع المواد المتفاعلة ، يتفاعل المزيد من الجزيئات أو الأيونات لتكوين مركبات جديدة ، ويزداد معدل التفاعل. عندما ينخفض ​​تركيز المادة المتفاعلة ، يوجد عدد أقل من ذلك الجزيء أو الأيون ، وينخفض ​​معدل التفاعل. في حالات خاصة مثل التركيزات العالية ، للتفاعلات التحفيزية أو لمتفاعل واحد ، قد لا يؤثر تغيير تركيز المواد المتفاعلة على معدل التفاعل.

في تفاعل كيميائي نموذجي ، تتفاعل عدة مواد لتشكيل منتجات جديدة. يمكن تجميع المواد معًا في صورة غازات أو سوائل أو في محلول ، ويؤثر مقدار كل مادة متفاعلة على سرعة استمرار التفاعل. غالبًا ما يكون هناك ما يكفي من مادة متفاعلة واحدة ، ويعتمد معدل التفاعل على المواد المتفاعلة الأخرى الموجودة. في بعض الأحيان ، يمكن أن يعتمد معدل التفاعل على تركيز جميع المواد المتفاعلة ، وفي بعض الأحيان توجد محفزات وتساعد في تحديد سرعة التفاعل. اعتمادًا على الموقف المحدد ، قد لا يكون لتغيير تركيز أحد المتفاعلات أي تأثير.

على سبيل المثال ، في التفاعل بين المغنيسيوم وحمض الهيدروكلوريك ، يتم إدخال المغنيسيوم كمادة صلبة بينما يكون حمض الهيدروكلوريك في محلول. يتفاعل الحمض عادةً مع ذرات المغنيسيوم من المعدن ، وعندما يتآكل المعدن ، يستمر التفاعل. عندما يكون المزيد من حمض الهيدروكلوريك في المحلول ويكون التركيز أعلى ، فإن المزيد من أيونات حمض الهيدروكلوريك تتآكل في المعدن ويسرع التفاعل.

وبالمثل ، عندما تتفاعل كربونات الكالسيوم مع حمض الهيدروكلوريك ، فإن زيادة تركيز الحمض تسرع من معدل التفاعل طالما يوجد ما يكفي من كربونات الكالسيوم. كربونات الكالسيوم عبارة عن مسحوق أبيض يمتزج بالماء لكنه لا يذوب. عندما يتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك ، فإنه يشكل كلوريد الكالسيوم القابل للذوبان وينطلق ثاني أكسيد الكربون. زيادة تركيز كربونات الكالسيوم عندما يكون هناك الكثير بالفعل في المحلول لن يكون له تأثير على معدل التفاعل.

في بعض الأحيان يعتمد رد الفعل على المحفزات للمضي قدمًا. في هذه الحالة ، يمكن أن يؤدي تغيير تركيز المحفز إلى تسريع التفاعل أو إبطائه. على سبيل المثال ، تسرع الإنزيمات التفاعلات البيولوجية ، ويؤثر تركيزها على معدل التفاعل. من ناحية أخرى ، إذا تم استخدام الإنزيم بالكامل بالفعل ، فلن يكون لتغيير تركيز المواد الأخرى أي تأثير.

يستخدم التفاعل الكيميائي المواد المتفاعلة وينتج نواتج تفاعل. نتيجة لذلك ، يمكن تحديد معدل التفاعل عن طريق قياس سرعة استهلاك المواد المتفاعلة أو مقدار التفاعل الناتج. اعتمادًا على التفاعل ، عادةً ما يكون من الأسهل قياس واحدة من أكثر المواد التي يسهل الوصول إليها والتي يسهل ملاحظتها.

على سبيل المثال ، في تفاعل المغنيسيوم وحمض الهيدروكلوريك أعلاه ، ينتج التفاعل الهيدروجين الذي يمكن جمعه وقياسه. لتفاعل كربونات الكالسيوم وحمض الهيدروكلوريك لإنتاج ثاني أكسيد الكربون وكلوريد الكالسيوم ، يمكن أيضًا جمع ثاني أكسيد الكربون. قد تكون الطريقة الأسهل هي وزن وعاء التفاعل لتحديد كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة. يمكن أن يحدد قياس سرعة تفاعل كيميائي بهذه الطريقة ما إذا كان تغيير تركيز أحد المواد المتفاعلة قد أدى إلى تغيير معدل التفاعل لعملية معينة.