Inhoud
Het verhogen van de concentratie van reactanten verhoogt in het algemeen de reactiesnelheid omdat meer van de reagerende moleculen of ionen aanwezig zijn om de reactieproducten te vormen.Dit is vooral het geval wanneer concentraties laag zijn en weinig moleculen of ionen reageren. Wanneer concentraties al hoog zijn, wordt vaak een limiet bereikt waarbij het verhogen van de concentratie weinig effect heeft op de reactiesnelheid. Wanneer er meerdere reagentia bij betrokken zijn, heeft het verhogen van de concentratie van een ervan mogelijk geen invloed op de reactiesnelheid als er niet genoeg van de andere reagentia beschikbaar is. Over het algemeen is concentratie slechts één factor die de reactiesnelheid beïnvloedt, en de relatie is meestal niet eenvoudig of lineair.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De reactiesnelheid varieert in het algemeen direct met veranderingen in de concentratie van de reactanten. Wanneer de concentratie van alle reactanten toeneemt, werken meer moleculen of ionen samen om nieuwe verbindingen te vormen en neemt de reactiesnelheid toe. Wanneer de concentratie van een reactant afneemt, zijn er minder van dat molecuul of dat ion aanwezig en neemt de reactiesnelheid af. In speciale gevallen zoals voor hoge concentraties, voor katalytische reacties of voor een enkele reactant, kan het veranderen van de concentratie van reactanten de reactiesnelheid niet beïnvloeden.
Hoe de reactiesnelheid verandert
Bij een typische chemische reactie reageren verschillende stoffen om nieuwe producten te vormen. De stoffen kunnen worden samengebracht als gassen, vloeistoffen of in oplossing, en hoeveel van elk reagens aanwezig is, beïnvloedt hoe snel de reactie verloopt. Vaak is er meer dan één reactant en hangt de reactiesnelheid af van de andere aanwezige reactanten. Soms kan de reactiesnelheid afhangen van de concentratie van alle reactanten, en soms zijn er katalysatoren aanwezig die helpen de reactiesnelheid te bepalen. Afhankelijk van de specifieke situatie heeft het wijzigen van de concentratie van één reagens mogelijk geen effect.
Bij de reactie tussen magnesium en zoutzuur wordt het magnesium bijvoorbeeld als een vaste stof ingebracht terwijl het zoutzuur in oplossing is. Typisch reageert het zuur met magnesiumatomen van het metaal, en naarmate het metaal wordt weggegeten, verloopt de reactie. Wanneer meer zoutzuur in oplossing is en de concentratie hoger is, eten meer zoutzuurionen het metaal weg en versnelt de reactie.
Evenzo, wanneer calciumcarbonaat reageert met zoutzuur, versnelt de concentratie van het zuur de reactiesnelheid zolang er voldoende calciumcarbonaat aanwezig is. Het calciumcarbonaat is een wit poeder dat zich vermengt met water maar niet oplost. Terwijl het reageert met het zoutzuur, vormt het oplosbaar calciumchloride en wordt koolstofdioxide afgegeven. Het verhogen van de concentratie calciumcarbonaat wanneer er al veel in de oplossing zit, heeft geen effect op de reactiesnelheid.
Soms hangt een reactie af van katalysatoren om door te gaan. In dat geval kan het veranderen van de katalysator de reactie versnellen of vertragen. Enzymen versnellen bijvoorbeeld biologische reacties en hun concentratie beïnvloedt de reactiesnelheid. Aan de andere kant, als het enzym al volledig wordt gebruikt, heeft het wijzigen van de concentratie van de andere materialen geen effect.
Hoe de reactiesnelheid te bepalen
De chemische reactie verbruikt de reactanten en creëert reactieproducten. Als een resultaat kan de reactiesnelheid worden bepaald door te meten hoe snel reactanten worden verbruikt of hoeveel reactieproduct wordt gecreëerd. Afhankelijk van de reactie is het meestal het gemakkelijkst om een van de meest toegankelijke en gemakkelijk waarneembare stoffen te meten.
Bij de reactie van magnesium en zoutzuur hierboven produceert de reactie bijvoorbeeld waterstof die kan worden verzameld en gemeten. Voor de reactie van calciumcarbonaat en zoutzuur om koolstofdioxide en calciumchloride te produceren, kan het koolstofdioxide ook worden verzameld. Een gemakkelijkere methode zou kunnen zijn om de reactiehouder te wegen om te bepalen hoeveel koolstofdioxide is afgegeven. Het meten van de snelheid van een chemische reactie op deze manier kan bepalen of het veranderen van de concentratie van een van de reactanten de reactiesnelheid voor het specifieke proces heeft veranderd.