Περιεχόμενο
Η αύξηση της συγκέντρωσης των αντιδραστηρίων γενικά αυξάνει τον ρυθμό αντίδρασης επειδή υπάρχουν περισσότερα αντιδρώντα μόρια ή ιόντα για να σχηματίσουν τα προϊόντα αντίδρασης.Αυτό ισχύει ιδιαίτερα όταν οι συγκεντρώσεις είναι χαμηλές και λίγα μόρια ή ιόντα αντιδρούν. Όταν οι συγκεντρώσεις είναι ήδη υψηλές, συχνά επιτυγχάνεται όριο όταν η αύξηση της συγκέντρωσης έχει μικρή επίδραση στο ρυθμό αντίδρασης. Όταν εμπλέκονται διάφορα αντιδραστήρια, η αύξηση της συγκέντρωσης ενός από αυτά μπορεί να μην επηρεάζει τον ρυθμό αντίδρασης εάν δεν είναι διαθέσιμο αρκετό από τα άλλα αντιδραστήρια. Συνολικά, η συγκέντρωση είναι μόνο ένας παράγοντας που επηρεάζει τον ρυθμό αντίδρασης και η σχέση δεν είναι συνήθως απλή ή γραμμική.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Ο ρυθμός αντίδρασης γενικά ποικίλει άμεσα με μεταβολές στη συγκέντρωση των αντιδραστηρίων. Όταν η συγκέντρωση όλων των αντιδραστηρίων αυξάνεται, περισσότερα μόρια ή ιόντα αλληλεπιδρούν για να σχηματίσουν νέες ενώσεις και ο ρυθμός αντίδρασης αυξάνεται. Όταν η συγκέντρωση ενός αντιδραστηρίου μειώνεται, υπάρχουν λιγότερα από αυτά τα μόρια ή ιόντα και ο ρυθμός αντίδρασης μειώνεται. Σε ειδικές περιπτώσεις, όπως για υψηλές συγκεντρώσεις, για καταλυτικές αντιδράσεις ή για ένα μόνο αντιδραστήριο, η αλλαγή της συγκέντρωσης των αντιδραστηρίων μπορεί να μην επηρεάζει τον ρυθμό αντίδρασης.
Πώς μεταβάλλονται οι ρυθμοί αντίδρασης
Σε μια τυπική χημική αντίδραση, διάφορες ουσίες αντιδρούν για να σχηματίσουν νέα προϊόντα. Οι ουσίες μπορούν να φέρονται μαζί ως αέρια, υγρά ή σε διάλυμα και το πόσο από κάθε αντιδραστήριο υπάρχει επηρεάζει το πόσο γρήγορα προχωρά η αντίδραση. Συχνά υπάρχει αρκετό από ένα αντιδραστήριο και ο ρυθμός της αντίδρασης εξαρτάται από τα άλλα υπάρχοντα αντιδραστήρια. Μερικές φορές ο ρυθμός αντίδρασης μπορεί να εξαρτάται από τη συγκέντρωση όλων των αντιδραστηρίων και μερικές φορές υπάρχουν καταλύτες και βοηθούν στον προσδιορισμό της ταχύτητας της αντίδρασης. Ανάλογα με την ειδική κατάσταση, η αλλαγή της συγκέντρωσης ενός αντιδραστηρίου μπορεί να μην έχει αποτέλεσμα.
Για παράδειγμα, στην αντίδραση μεταξύ μαγνησίου και υδροχλωρικού οξέος, το μαγνήσιο εισάγεται ως στερεό ενώ το υδροχλωρικό οξύ βρίσκεται σε διάλυμα. Τυπικά το οξύ αντιδρά με άτομα μαγνησίου από το μέταλλο και καθώς το μέταλλο τρώγεται μακριά, η αντίδραση προχωρά. Όταν περισσότερο διάλυμα υδροχλωρικού οξέος βρίσκεται σε διάλυμα και η συγκέντρωση είναι υψηλότερη, περισσότερα ιόντα υδροχλωρικού οξέος τρώνε μακριά στο μέταλλο και η αντίδραση επιταχύνεται.
Ομοίως, όταν το ανθρακικό ασβέστιο αντιδρά με υδροχλωρικό οξύ, η αύξηση της συγκέντρωσης του οξέος επιταχύνει τον ρυθμό αντίδρασης όσο υπάρχει αρκετό ανθρακικό ασβέστιο. Το ανθρακικό ασβέστιο είναι μια λευκή σκόνη που αναμιγνύεται με νερό αλλά δεν διαλύεται. Καθώς αντιδρά με το υδροχλωρικό οξύ, σχηματίζει διαλυτό χλωριούχο ασβέστιο και το διοξείδιο του άνθρακα αποδίδεται. Η αύξηση της συγκέντρωσης του ανθρακικού ασβεστίου όταν υπάρχει ήδη πολλά στο διάλυμα δεν θα έχει επίδραση στον ρυθμό αντίδρασης.
Μερικές φορές μια αντίδραση εξαρτάται από τους καταλύτες να προχωρήσουν. Στην περίπτωση αυτή, η αλλαγή της συγκέντρωσης του καταλύτη μπορεί να επιταχύνει ή να επιβραδύνει την αντίδραση. Για παράδειγμα, τα ένζυμα επιταχύνουν τις βιολογικές αντιδράσεις και η συγκέντρωσή τους επηρεάζει τον ρυθμό αντίδρασης. Από την άλλη πλευρά, εάν το ένζυμο χρησιμοποιείται ήδη πλήρως, η αλλαγή της συγκέντρωσης των άλλων υλικών δεν θα έχει καμία επίδραση.
Πώς να καθορίσετε το ρυθμό αντίδρασης
Η χημική αντίδραση χρησιμοποιεί τα αντιδραστήρια και δημιουργεί προϊόντα αντίδρασης. Ως αποτέλεσμα, ο ρυθμός αντίδρασης μπορεί να προσδιοριστεί μετρώντας πόσο γρήγορα καταναλώνονται τα αντιδραστήρια ή πόσο προϊόν αντίδρασης δημιουργείται. Ανάλογα με την αντίδραση, είναι συνήθως πιο εύκολο να μετρήσετε μία από τις πιο προσιτές και εύκολα παρατηρούμενες ουσίες.
Για παράδειγμα, στην αντίδραση μαγνησίου και υδροχλωρικού οξέος παραπάνω, η αντίδραση παράγει υδρογόνο που μπορεί να συλλεχθεί και να μετρηθεί. Για την αντίδραση ανθρακικού ασβεστίου και υδροχλωρικού οξέος για την παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα και χλωριούχου ασβεστίου, το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί επίσης να συλλεχθεί. Μια ευκολότερη μέθοδος θα μπορούσε να είναι η ζύγιση του δοχείου αντίδρασης για να καθοριστεί πόσο διοχετεύθηκε διοξείδιο του άνθρακα. Η μέτρηση της ταχύτητας μιας χημικής αντίδρασης με αυτόν τον τρόπο μπορεί να καθορίσει εάν η αλλαγή της συγκέντρωσης ενός από τα αντιδραστήρια έχει αλλάξει τον ρυθμό αντίδρασης για τη συγκεκριμένη διαδικασία.