Eine Erhöhung der Konzentration der Reaktanten erhöht im Allgemeinen die Reaktionsgeschwindigkeit, da mehr der reagierenden Moleküle oder Ionen vorhanden sind, um die Reaktionsprodukte zu bilden. Dies gilt insbesondere, wenn die Konzentrationen niedrig sind und nur wenige Moleküle oder Ionen reagieren. Bei bereits hohen Konzentrationen wird oft eine Grenze erreicht, an der eine Erhöhung der Konzentration wenig Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit hat. Wenn mehrere Reaktanten beteiligt sind, kann die Erhöhung der Konzentration eines von ihnen die Reaktionsgeschwindigkeit nicht beeinflussen, wenn nicht genügend der anderen Reaktanten verfügbar sind. Insgesamt ist die Konzentration nur ein Faktor, der die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflusst, und der Zusammenhang ist normalerweise nicht einfach oder linear.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Die Reaktionsgeschwindigkeit variiert im Allgemeinen direkt mit Änderungen der Konzentration der Reaktanten. Wenn die Konzentration aller Reaktanten ansteigt, interagieren mehr Moleküle oder Ionen, um neue Verbindungen zu bilden, und die Reaktionsgeschwindigkeit nimmt zu. Wenn die Konzentration eines Reaktanten abnimmt, sind weniger dieses Moleküls oder Ions vorhanden und die Reaktionsgeschwindigkeit nimmt ab. In besonderen Fällen, wie beispielsweise bei hohen Konzentrationen, bei katalytischen Reaktionen oder bei einem einzelnen Reaktanten, kann eine Änderung der Reaktandenkonzentration die Reaktionsgeschwindigkeit nicht beeinflussen.
Wie sich die Reaktionsgeschwindigkeit ändert
Bei einer typischen chemischen Reaktion reagieren mehrere Stoffe zu neuen Produkten. Die Substanzen können als Gase, Flüssigkeiten oder in Lösung zusammengeführt werden, und die Menge jedes einzelnen Reaktionspartners beeinflusst, wie schnell die Reaktion abläuft. Oft ist mehr als genug von einem Reaktanten vorhanden, und die Reaktionsgeschwindigkeit hängt von den anderen vorhandenen Reaktanten ab. Manchmal kann die Reaktionsgeschwindigkeit von der Konzentration aller Reaktanten abhängen, und manchmal sind Katalysatoren vorhanden und helfen, die Reaktionsgeschwindigkeit zu bestimmen. Abhängig von der spezifischen Situation kann eine Änderung der Konzentration eines Reaktanten keine Auswirkung haben.
Beispielsweise wird bei der Reaktion zwischen Magnesium und Salzsäure das Magnesium als Feststoff eingeführt, während die Salzsäure in Lösung ist. Typischerweise reagiert die Säure mit Magnesiumatomen aus dem Metall, und wenn das Metall zerfressen wird, schreitet die Reaktion fort. Wenn mehr Salzsäure in Lösung ist und die Konzentration höher ist, fressen mehr Salzsäureionen am Metall ab und die Reaktion beschleunigt sich.
Wenn Calciumcarbonat mit Salzsäure reagiert, beschleunigt in ähnlicher Weise eine Erhöhung der Säurekonzentration die Reaktionsgeschwindigkeit, solange genügend Calciumcarbonat vorhanden ist. Das Calciumcarbonat ist ein weißes Pulver, das sich mit Wasser vermischt, sich aber nicht auflöst. Bei der Reaktion mit der Salzsäure bildet es lösliches Calciumchlorid und es wird Kohlendioxid freigesetzt. Eine Erhöhung der Calciumcarbonatkonzentration, wenn bereits viel in der Lösung vorhanden ist, hat keinen Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit.
Manchmal hängt eine Reaktion von Katalysatoren ab, um ablaufen zu können. In diesem Fall kann eine Änderung der Konzentration des Katalysators die Reaktion beschleunigen oder verlangsamen. Enzyme beschleunigen beispielsweise biologische Reaktionen, und ihre Konzentration beeinflusst die Reaktionsgeschwindigkeit. Wenn das Enzym hingegen bereits vollständig verbraucht ist, hat eine Änderung der Konzentration der anderen Materialien keine Wirkung.
So bestimmen Sie die Reaktionsgeschwindigkeit
Die chemische Reaktion verbraucht die Reaktionspartner und erzeugt Reaktionsprodukte. Als Ergebnis kann die Reaktionsgeschwindigkeit bestimmt werden, indem gemessen wird, wie schnell Edukte verbraucht werden oder wie viel Reaktionsprodukt entsteht. Je nach Reaktion ist es meist am einfachsten, eine der am leichtesten zugänglichen und am einfachsten zu beobachtenden Substanzen zu messen.
Beispielsweise erzeugt bei der obigen Reaktion von Magnesium und Salzsäure die Reaktion Wasserstoff, der gesammelt und gemessen werden kann. Für die Umsetzung von Calciumcarbonat und Salzsäure zu Kohlendioxid und Calciumchlorid kann das Kohlendioxid ebenfalls gesammelt werden. Eine einfachere Methode könnte darin bestehen, den Reaktionsbehälter zu wiegen, um festzustellen, wie viel Kohlendioxid abgegeben wurde. Durch die Messung der Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion kann auf diese Weise festgestellt werden, ob eine Änderung der Konzentration eines der Reaktanten die Reaktionsgeschwindigkeit für den bestimmten Prozess geändert hat.