Eine chemische Reaktion kommt zustande, wenn Teilchen
der Ausgangsstoffe wirksam zusammenstoßen. Vor Beginn der chemischen
Reaktion existieren nur Teilchen der Ausgangsstoffe. Deshalb gibt es häufig
Zusammenstöße, bei denen sich Teilchen der Reaktionsprodukte
bilden. Die Konzentration der Ausgangsstoffe nimmt demzufolge ab und die
der Reaktionsprodukte zu.
Mit zunehmender Zeit verringert sich die Konzentration der Ausgangsstoffe,
sodass die Wahrscheinlichkeit wirksamer Zusammenstöße der Teilchen
immer geringer wird. Die Konzentration der Ausgangsstoffe sinkt weiter,
aber wesentlich langsamer. Die Konzentration der Reaktionsprodukte steigt
weiter, aber ebenfalls langsamer als zu Beginn der chemischen Reaktion.
Der Zeitraum in dem verschiedene Reaktanten vom Ausgangszustand in den Endzustand übergehen, d. h. das chemische Gleichgewicht erreichen, ist sehr verschieden. Zu den schnellen Reaktionen zählen vor allem die Ionenreaktionen.
Die Änderung der Konzentration der reagierenden Stoffe in einer bestimmten
Zeiteinheit ist ein Maß für die Geschwindigkeit, mit der eine
chemische Reaktion verläuft.
Je schneller oder langsamer sich die Konzentration
der reagierenden Stoffe ändert, umso höher oder geringer ist
die Reaktionsgeschwindigkeit.
Abhängigkeit
der Reaktionsgeschwindigkeit von der Temperatur
In einer Apparatur wird ein Stück Zinkblech mit Salzsäure zur
Reaktion gebracht und das entstehende Wasserstoffgas pneumatisch aufgefangen.
In dieser Weise werden drei Experimente durchgeführt. Die drei Zinkbleche
sind gleich groß und gleich stark, die Salzsäure, von der immer
das gleiche Volumen verwendet wird, hat jeweils die gleiche Konzentration.
Beim ersten Experiment hat das Wasserbad eine Temperatur von 20 °C,
beim zweiten von 30 °C und beim dritten von 40 °C.
Bei höherer Temperatur
verfügen die Teilchen der reagierenden Stoffe über eine höhere
Energie. Sie bewegen sich schneller und stoßen häufiger und
mit größerer Wirksamkeit aneinander. Die Konzentration der
Ausgangsstoffe nimmt schneller ab, die der Reaktionsprodukte schneller
zu als bei niedriger Temperatur.
Die Reaktionsgeschwindigkeit
ist von der Temperatur abhängig. Sie nimmt mit steigender Temperatur
zu.
Abhängigkeit
der Reaktionsgeschwindigkeit von der Konzentration
In einer Apparatur werden drei Experimente
bei Zimmertemperatur durchgeführt.
Die drei Zinkbleche sind gleich groß und gleich stark. Von der Salzsäure
wird immer das gleiche Volumen verwendet. Beim zweiten Experiment ist
die Konzentration der Säure aber doppelt so groß (2 M) wie beim
ersten, beim dritten Experiment ist sie dann dreimal (3 M) so groß.
Bei höherer Konzentration sind im gleichen Volumen
mehr Teilchen der Ausgangsstoffe vorhanden als bei geringerer Konzentration.
Dadurch stoßen die Teilchen öfter wirksam aneinander. Die Konzentration
der Ausgangsstoffe nimmt schneller ab, die der Reaktionsprodukte schneller
zu.
Die Reaktionsgeschwindigkeit ist von der Konzentration
der Ausgangsstoffe abhängig. Je höher oder niedriger die Konzentration
der Ausgangsstoffe ist, umso höher oder niedriger ist die Geschwindigkeit
der chemischen Reaktion.
Die Reaktionsgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion wird außer von der Temperatur und der Konzentration der beteiligten Stoffe von der Oberfläche der reagierenden Stoffe und der Anwesenheit von Katalysatoren beeinflusst.
Die Lehre vom zeitlichen Ablauf chemischer Reaktionen wird als Chemische Kinetik bezeichnet.