Ako koncentrácia ovplyvňuje rýchlosť reakcie?

Zvyšovanie koncentrácie reaktantov všeobecne zvyšuje rýchlosť reakcie, pretože je prítomných viac reagujúcich molekúl alebo iónov, ktoré tvoria reakčné produkty. Platí to najmä vtedy, keď sú koncentrácie nízke a reaguje len málo molekúl alebo iónov. Keď sú koncentrácie už vysoké, často sa dosiahne hranica, pri ktorej má zvýšenie koncentrácie malý vplyv na rýchlosť reakcie. Ak je zapojených niekoľko reaktantov, zvýšenie koncentrácie jedného z nich nemusí mať vplyv na rýchlosť reakcie, ak nie je k dispozícii dostatok ďalších reaktantov. Celkovo je koncentrácia iba jedným faktorom ovplyvňujúcim rýchlosť reakcie a vzťah zvyčajne nie je jednoduchý ani lineárny.

TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)

Rýchlosť reakcie sa všeobecne mení priamo so zmenami v koncentrácii reaktantov. Keď sa zvýši koncentrácia všetkých reaktantov, interaguje viac molekúl alebo iónov za vzniku nových zlúčenín a rýchlosť reakcie sa zvyšuje. Keď koncentrácia reaktantu klesá, je prítomných menej tejto molekuly alebo iónu a rýchlosť reakcie klesá. Vo zvláštnych prípadoch, napríklad pri vysokých koncentráciách, pri katalytických reakciách alebo pri reakcii s jedným reaktantom, nemusí mať zmena koncentrácie reaktantov vplyv na rýchlosť reakcie.

Ako sa mení rýchlosť reakcie

Pri typickej chemickej reakcii reaguje niekoľko látok za vzniku nových produktov. Látky sa môžu spájať vo forme plynov, kvapalín alebo v roztoku a to, koľko každého z reaktantov je prítomných, ovplyvňuje rýchlosť reakcie. Jedného reaktantu je často viac ako dosť a rýchlosť reakcie závisí od ostatných prítomných reaktantov. Niekedy môže rýchlosť reakcie závisieť od koncentrácie všetkých reaktantov a niekedy sú prítomné katalyzátory, ktoré pomáhajú určiť rýchlosť reakcie. V závislosti od konkrétnej situácie nemusí mať zmena koncentrácie jedného reaktantu žiadny účinok.

Napríklad pri reakcii medzi horčíkom a kyselinou chlorovodíkovou sa horčík zavádza ako tuhá látka, zatiaľ čo kyselina chlorovodíková je v roztoku. Kyselina typicky reaguje s atómami horčíka z kovu a keď sa kov zožerie, reakcia pokračuje. Keď je v roztoku viac kyseliny chlorovodíkovej a koncentrácia je vyššia, viac iónov kyseliny chlorovodíkovej zožerie kov a reakcia sa zrýchli.

Podobne, keď uhličitan vápenatý reaguje s kyselinou chlorovodíkovou, zvýšenie koncentrácie kyseliny urýchľuje rýchlosť reakcie, pokiaľ je prítomné dostatok uhličitanu vápenatého. Uhličitan vápenatý je biely prášok, ktorý sa zmieša s vodou, ale nerozpúšťa sa. Pri reakcii s kyselinou chlorovodíkovou vytvára rozpustný chlorid vápenatý a uvoľňuje sa oxid uhličitý. Zvýšenie koncentrácie uhličitanu vápenatého, ak už je v roztoku veľa, nebude mať žiadny vplyv na rýchlosť reakcie.

Reakcia niekedy závisí od katalyzátora. V takom prípade môže zmena koncentrácie katalyzátora urýchliť alebo spomaliť reakciu. Napríklad enzýmy urýchľujú biologické reakcie a ich koncentrácia ovplyvňuje rýchlosť reakcie. Na druhej strane, ak je enzým už úplne použitý, zmena koncentrácie ostatných materiálov nebude mať žiadny vplyv.

Ako určiť rýchlosť reakcie

Chemická reakcia spotrebuje reaktanty a vytvára reakčné produkty. Vo výsledku je možné určiť rýchlosť reakcie meraním toho, ako rýchlo sa reaktanty spotrebujú alebo koľko reakčného produktu sa vytvorí. V závislosti od reakcie je zvyčajne najjednoduchšie zmerať jednu z najdostupnejších a ľahko pozorovateľných látok.

Napríklad pri vyššie uvedenej reakcii horčíka a kyseliny chlorovodíkovej sa pri reakcii vytvorí vodík, ktorý sa môže zhromažďovať a merať. Na reakciu uhličitanu vápenatého a kyseliny chlorovodíkovej za vzniku oxidu uhličitého a chloridu vápenatého je možné tiež zachytávať oxid uhličitý. Ľahšou metódou môže byť odváženie reakčnej nádoby na stanovenie množstva vydaného oxidu uhličitého. Meranie rýchlosti chemickej reakcie týmto spôsobom môže určiť, či zmena koncentrácie jedného z reaktantov zmenila rýchlosť reakcie pre konkrétny proces.

  • Zdieľam
instagram viewer