¿Cómo afecta la concentración de los reactivos a la velocidad de reacción?

Tanay Gupta afirma un error común, incluso entre los estudiantes de química. La velocidad de reacción no se puede inferir de la ecuación equilibrada. Tomando el ejemplo de Tanay:

aA + bB + cC -> productos

Hay cientos de posibles mecanismos de reacción, y la velocidad de reacción a menudo está determinada por especies intermedias. Por ejemplo, si A y B reaccionan para dar AB y luego esto reacciona con C, la reacción puede depender de la concentración de AB, que se crea y destruye simultáneamente. Algunas reacciones son inhibidas por uno o más de los productos y se estabilizan en un equilibrio. Algunos son mejorados por uno o más de los productos y van más rápido. Comúnmente hay reacciones secundarias que dan sustancias alternativas y especies intermedias. Algunas conversiones aparentemente simples en realidad tienen muchos procesos simultáneos y secuenciales entre los materiales de partida y los productos.

El estudio de estos asuntos se llama cinética química.

Cuanto mayor es la concentración de los reactivos, mayor es la velocidad de reacción. Déjame explicarte intuitivamente en lugar de teorizar.

Considere la siguiente reacción para la formación de amoníaco,

3H2 + N2 → 2NH3

Supongamos que realizamos esto en una cámara de volumen V.

Para que tenga lugar la reacción anterior, sabemos que el hidrógeno y el nitrógeno deben unirse, es decir, colisionar entre sí para formar el producto. Tenga en cuenta que nuestra suposición inicial es que tenemos un volumen fijo V. Imaginemos que agregamos más nitrógeno e hidrógeno en la cámara, aumentando así la concentración de los gases, es decir, los reactivos. Esta acción estrecha las moléculas entre sí dentro de ese volumen y, por lo tanto, aumenta la probabilidad de colisiones entre los reactivos, es decir, los gases. Dado que la probabilidad de colisiones aumenta a su vez, aumenta el rendimiento del producto y, por lo tanto, aumenta la velocidad a la que se produce la reacción a medida que se forman más productos por unidad de tiempo o se utilizan más reactivos por unidad de tiempo.

Depende del mecanismo de reacción preciso.

Una concentración creciente a menudo acelera la reacción, pero también puede no tener efecto y, en algunos casos en catálisis heterogénea (el llamado mecanismo Langmuir-Hinshelwood), aumentar una concentración de reactivo más allá de un punto óptimo puede REDUCIR la velocidad de reacción.

De acuerdo con la ley de acción de masas,

La concentración de reactivos es directamente proporcional a la velocidad de reacción.

Entonces, si los reactivos están aumentando en una reacción, entonces la velocidad de reacción aumentará y viceversa.

La velocidad de reacción es la relación entre los reactivos y la concentración de productos. . A medida que avanza la reacción, la concentración de reactivos se convierte en productos. . Por lo tanto, la velocidad de reacción depende directamente de la concentración de reactivos. .

A mayor concentración, más rápida es la velocidad de reacción, ya que habrá colisiones más efectivas.

Cuanto mayor sea la concentración de los reactivos, mayor área de superficie para reaccionar, más rápida será la reacción.

Depende del orden de reacción