Hvordan påvirker konsentrasjonen reaksjonshastigheten?

Å øke konsentrasjonen av reaktanter øker generelt reaksjonshastigheten fordi flere av de reagerende molekylene eller ionene er tilstede for å danne reaksjonsproduktene. Dette gjelder spesielt når konsentrasjonene er lave og få molekyler eller ioner reagerer. Når konsentrasjoner allerede er høye, oppnås ofte en grense der økning av konsentrasjonen har liten effekt på reaksjonshastigheten. Når flere reaktanter er involvert, kan ikke konsentrasjonen av en av dem påvirke reaksjonshastigheten hvis ikke nok av de andre reaktantene er tilgjengelig. Samlet sett er konsentrasjon bare en faktor som påvirker reaksjonshastigheten, og forholdet er vanligvis ikke enkelt eller lineært.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Reaksjonshastigheten varierer generelt direkte med endringer i konsentrasjonen av reaktantene. Når konsentrasjonen av alle reaktantene øker, interagerer flere molekyler eller ioner for å danne nye forbindelser, og reaksjonshastigheten øker. Når konsentrasjonen av en reaktant synker, er det færre av det molekylet eller ionet tilstede, og reaksjonshastigheten avtar. I spesielle tilfeller som for høye konsentrasjoner, for katalytiske reaksjoner eller for en enkelt reaktant, kan det hende at endring av konsentrasjonen av reaktanter ikke påvirker reaksjonshastigheten.

I en typisk kjemisk reaksjon reagerer flere stoffer for å danne nye produkter. Stoffene kan bringes sammen som gasser, væsker eller i oppløsning, og hvor mye av hver reaktant som er tilstede påvirker hvor raskt reaksjonen forløper. Ofte er det mer enn nok av en reaktant, og reaksjonshastigheten avhenger av de andre reaktantene som er tilstede. Noen ganger kan reaksjonshastigheten avhenge av konsentrasjonen av alle reaktantene, og noen ganger er katalysatorer til stede og hjelper til med å bestemme reaksjonshastigheten. Avhengig av den spesifikke situasjonen kan det hende at det ikke har noen effekt å endre konsentrasjonen av en reaktant.

For eksempel, i reaksjonen mellom magnesium og saltsyre, innføres magnesium som et fast stoff mens saltsyren er i oppløsning. Vanligvis reagerer syren med magnesiumatomer fra metallet, og når metallet spises bort, fortsetter reaksjonen. Når mer saltsyre er i oppløsning og konsentrasjonen er høyere, spiser flere saltsyreioner bort på metallet, og reaksjonen øker.

Tilsvarende, når kalsiumkarbonat reagerer med saltsyre, øker konsentrasjonen av syren reaksjonshastigheten så lenge nok kalsiumkarbonat er tilstede. Kalsiumkarbonat er et hvitt pulver som blandes med vann, men ikke oppløses. Når det reagerer med saltsyren, danner det løselig kalsiumklorid og karbondioksid avgis. Å øke konsentrasjonen av kalsiumkarbonat når det allerede er mye i løsningen, vil ikke ha noen innvirkning på reaksjonshastigheten.

Noen ganger avhenger en reaksjon av katalysatorer for å fortsette. I så fall kan endring av konsentrasjonen av katalysatoren øke eller redusere reaksjonen. For eksempel fremskynder enzymer biologiske reaksjoner, og konsentrasjonen av dem påvirker reaksjonshastigheten. På den annen side, hvis enzymet allerede er fullt brukt, vil det ikke ha noen effekt å endre konsentrasjonen av de andre materialene.

Den kjemiske reaksjonen bruker reaktantene og skaper reaksjonsprodukter. Som et resultat kan reaksjonshastigheten bestemmes ved å måle hvor raskt reaktanter forbrukes eller hvor mye reaksjonsprodukt som opprettes. Avhengig av reaksjonen er det vanligvis enklest å måle et av de mest tilgjengelige og lett observerte stoffene.

For eksempel, i reaksjonen av magnesium og saltsyre ovenfor, gir reaksjonen hydrogen som kan samles og måles. For reaksjonen av kalsiumkarbonat og saltsyre for å produsere karbondioksid og kalsiumklorid, kan karbondioksidet også samles opp. En enklere metode kan være å veie reaksjonsbeholderen for å bestemme hvor mye karbondioksid som er gitt ut. Måling av hastigheten til en kjemisk reaksjon på denne måten kan avgjøre om endring av konsentrasjonen av en av reaktantene har endret reaksjonshastigheten for den bestemte prosessen.