El aumento de la concentración de reactivos generalmente aumenta la velocidad de reacción porque hay más moléculas o iones que reaccionan para formar los productos de reacción. Esto es especialmente cierto cuando las concentraciones son bajas y pocas moléculas o iones reaccionan. Cuando las concentraciones ya son altas, a menudo se alcanza un límite en el que el aumento de la concentración tiene poco efecto sobre la velocidad de reacción. Cuando están implicados varios reactivos, es posible que el aumento de la concentración de uno de ellos no afecte la velocidad de reacción si no se dispone de suficientes reactivos. En general, la concentración es solo un factor que influye en la velocidad de reacción, y la relación no suele ser simple ni lineal.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
La velocidad de reacción en general varía directamente con los cambios en la concentración de los reactivos. Cuando aumenta la concentración de todos los reactivos, interactúan más moléculas o iones para formar nuevos compuestos y aumenta la velocidad de reacción. Cuando la concentración de un reactivo disminuye, hay menos de esa molécula o ion presente y la velocidad de reacción disminuye. En casos especiales como para altas concentraciones, para reacciones catalíticas o para un solo reactivo, cambiar la concentración de reactivos puede no afectar la velocidad de reacción.
Cómo cambia la tasa de reacción
En una reacción química típica, varias sustancias reaccionan para formar nuevos productos. Las sustancias se pueden juntar como gases, líquidos o en solución, y la cantidad de cada reactivo presente afecta la rapidez con que avanza la reacción. A menudo hay más que suficiente de un reactivo y la velocidad de la reacción depende de los otros reactivos presentes. A veces, la velocidad de reacción puede depender de la concentración de todos los reactivos y, a veces, los catalizadores están presentes y ayudan a determinar la velocidad de la reacción. Dependiendo de la situación específica, cambiar la concentración de un reactivo puede no tener ningún efecto.
Por ejemplo, en la reacción entre magnesio y ácido clorhídrico, el magnesio se introduce como un sólido mientras el ácido clorhídrico está en solución. Normalmente, el ácido reacciona con los átomos de magnesio del metal y, a medida que el metal se consume, la reacción prosigue. Cuando hay más ácido clorhídrico en solución y la concentración es más alta, más iones de ácido clorhídrico corroen el metal y la reacción se acelera.
De manera similar, cuando el carbonato de calcio reacciona con el ácido clorhídrico, el aumento de la concentración del ácido acelera la velocidad de reacción siempre que haya suficiente carbonato de calcio. El carbonato de calcio es un polvo blanco que se mezcla con agua pero no se disuelve. Al reaccionar con el ácido clorhídrico, forma cloruro cálcico soluble y se desprende dióxido de carbono. Aumentar la concentración de carbonato de calcio cuando ya hay mucho en la solución no tendrá ningún efecto sobre la velocidad de reacción.
A veces, una reacción depende de los catalizadores para que proceda. En ese caso, cambiar la concentración del catalizador puede acelerar o ralentizar la reacción. Por ejemplo, las enzimas aceleran las reacciones biológicas y su concentración afecta la velocidad de reacción. Por otro lado, si la enzima ya está completamente utilizada, cambiar la concentración de los otros materiales no tendrá ningún efecto.
Cómo determinar la velocidad de reacción
La reacción química consume los reactivos y crea productos de reacción. Como resultado, la velocidad de reacción se puede determinar midiendo la rapidez con la que se consumen los reactivos o la cantidad de producto de reacción que se crea. Dependiendo de la reacción, suele ser más fácil medir una de las sustancias más accesibles y fáciles de observar.
Por ejemplo, en la reacción de magnesio y ácido clorhídrico anterior, la reacción produce hidrógeno que se puede recolectar y medir. Para la reacción de carbonato de calcio y ácido clorhídrico para producir dióxido de carbono y cloruro de calcio, también se puede recolectar el dióxido de carbono. Un método más sencillo podría ser pesar el recipiente de reacción para determinar cuánto dióxido de carbono se ha emitido. La medición de la velocidad de una reacción química de esta manera puede determinar si el cambio de concentración de uno de los reactivos ha cambiado la velocidad de reacción para el proceso en particular.