Увеличение концентрации реагентов обычно увеличивает скорость реакции, потому что больше реагирующих молекул или ионов присутствует для образования продуктов реакции. Это особенно верно, когда концентрации низкие и реагирует мало молекул или ионов. Когда концентрации уже высоки, часто достигается предел, при котором увеличение концентрации мало влияет на скорость реакции. Когда задействовано несколько реагентов, увеличение концентрации одного из них может не повлиять на скорость реакции, если других реагентов недостаточно. В целом, концентрация - это только один фактор, влияющий на скорость реакции, и зависимость обычно не является простой или линейной.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Скорость реакции в целом напрямую зависит от изменений концентрации реагентов. Когда концентрация всех реагентов увеличивается, больше молекул или ионов взаимодействуют с образованием новых соединений, и скорость реакции увеличивается. Когда концентрация реагента уменьшается, присутствует меньше этой молекулы или иона, и скорость реакции снижается. В особых случаях, например, для высоких концентраций, для каталитических реакций или для одного реагента, изменение концентрации реагентов может не повлиять на скорость реакции.
Как меняется скорость реакции
В типичной химической реакции несколько веществ реагируют с образованием новых продуктов. Вещества могут быть собраны вместе в виде газов, жидкостей или раствора, и количество каждого реагента влияет на скорость протекания реакции. Часто одного реагента более чем достаточно, и скорость реакции зависит от других присутствующих реагентов. Иногда скорость реакции может зависеть от концентрации всех реагентов, а иногда присутствуют катализаторы, которые помогают определить скорость реакции. В зависимости от конкретной ситуации изменение концентрации одного реагента может не иметь никакого эффекта.
Например, в реакции между магнием и соляной кислотой магний вводится в виде твердого вещества, в то время как соляная кислота находится в растворе. Обычно кислота реагирует с атомами магния из металла, и по мере того, как металл разъедается, реакция продолжается. Когда в растворе больше соляной кислоты и концентрация выше, больше ионов соляной кислоты разъедает металл, и реакция ускоряется.
Точно так же, когда карбонат кальция реагирует с соляной кислотой, увеличение концентрации кислоты увеличивает скорость реакции до тех пор, пока присутствует достаточное количество карбоната кальция. Карбонат кальция представляет собой белый порошок, который смешивается с водой, но не растворяется. При взаимодействии с соляной кислотой образуется растворимый хлорид кальция и выделяется диоксид углерода. Увеличение концентрации карбоната кальция, когда в растворе уже много, не повлияет на скорость реакции.
Иногда реакция зависит от протекания катализатора. В этом случае изменение концентрации катализатора может ускорить или замедлить реакцию. Например, ферменты ускоряют биологические реакции, а их концентрация влияет на скорость реакции. С другой стороны, если фермент уже полностью использован, изменение концентрации других материалов не повлияет.
Как определить скорость реакции
В химической реакции расходуются реагенты и образуются продукты реакции. В результате скорость реакции может быть определена путем измерения того, как быстро расходуются реагенты или сколько образуется продукта реакции. В зависимости от реакции обычно легче всего измерить одно из наиболее доступных и легко наблюдаемых веществ.
Например, в реакции магния и соляной кислоты, описанной выше, в результате реакции образуется водород, который можно собирать и измерять. Для реакции карбоната кальция и соляной кислоты с образованием двуокиси углерода и хлорида кальция двуокись углерода также может быть собрана. Более простой способ - взвесить реакционный сосуд, чтобы определить, сколько углекислого газа выделилось. Измерение скорости химической реакции таким образом может определить, повлияло ли изменение концентрации одного из реагентов на скорость реакции для конкретного процесса.