Рассмотрите на конкретном примере зависимость скорости химических реакций от концентрации реагирующих веществ. Ответ подтвердите уравнениями реакций.

Хорошо, рассмотрим конкретный пример, который часто используется в учебной химии — реакцию между ионами калия перманганата (KMnO₄) и ионами оксалата (C₂O₄²⁻) в кислой среде. Эта реакция наглядно показывает зависимость скорости реакции от концентрации реагентов.

1. Уравнение реакции

В кислой среде реакция идёт по следующему уравнению:

Здесь мы видим два реагента, концентрации которых могут влиять на скорость реакции: перманганат-ион (MnO₄⁻) и оксалат-ион (C₂O₄²⁻).

2. Зависимость скорости от концентрации

Скорость реакции определяется законом действующих масс. Для данной реакции опытным путём устанавливается, что скорость $v$ пропорциональна произведению концентраций реагентов в первой степени (порядок реакции можно уточнить экспериментально):

Для этого примера экспериментально обычно получается:

То есть скорость реакции линейно зависит от концентрации перманганата и квадратично от концентрации оксалата.

3. На конкретном примере

Если взять две пробирки:

• Пробирка 1: [MnO₄⁻] = 0,01 М, [C₂O₄²⁻] = 0,02 М

• Пробирка 2: [MnO₄⁻] = 0,01 М, [C₂O₄²⁻] = 0,04 М

То при удвоении концентрации оксалата (C₂O₄²⁻) скорость реакции увеличится в $2^2 = 4$ раза. При этом скорость реакции пропорциональна концентрации MnO₄⁻, поэтому при увеличении его концентрации в 2 раза скорость увеличится в 2 раза.

Таким образом, этот пример наглядно демонстрирует, что увеличение концентрации реагента увеличивает скорость реакции, причём зависимость может быть линейной или нелинейной в зависимости от порядка реакции по конкретному веществу.

Если хотите, можно также рассмотреть реакцию разложения перекиси водорода (H₂O₂), где скорость тоже прямо зависит от концентрации H₂O₂, но там проявляется эффект катализатора.