- العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل
- حجم الجسيمات المادة
- الحالة الفيزيائية للمواد
- تركيز الكاشف
- درجة الحرارة
- المحفزات
- المراجع
سرعة التفاعل الكيميائي هي السرعة التي يحدث بها تحول المواد المسماة المتفاعلات إلى مواد أخرى تسمى المنتجات. يمكن أن تكون العوامل التي تؤثر على السرعة عدة ؛ طبيعة الكواشف ، حجم الجسيمات ، الحالة الفيزيائية للمواد…
يمكن أن تكون المواد المتفاعلة ذرات أو جزيئات تتصادم أو تتصادم مع بعضها البعض مما يؤدي إلى انهيار الروابط بينها. بعد الفاصل ، يتم إنشاء روابط جديدة وتشكيل المنتجات.
إذا تم استهلاك واحد على الأقل من المواد المتفاعلة بالكامل في التفاعل ، مكونًا المنتج بالكامل ، يُقال أن التفاعل يكون كاملاً ويعمل في اتجاه واحد فقط.
في بعض الحالات ، تتصادم المنتجات المتكونة مرة أخرى وتنكسر روابطها لإعادة تنظيمها وتصبح المتفاعلات مرة أخرى. هذا يسمى رد الفعل العكسي.
يحدث كلا التفاعلين بسرعات مختلفة ، ولكن عندما تساوي سرعة التفاعل الأمامي سرعة التفاعل العكسي ، يتم إنشاء توازن حركي ، مما يعني أن التفاعل في حالة توازن.
العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل
يخضع كل تفاعل كيميائي لسلسلة من العوامل التي تؤدي إلى مرور سرعته بسرعة أو ببطء. نجد التفاعلات التي تحدث في ثوانٍ ، مثل الانفجارات ، وغيرها التي تستغرق وقتًا أطول قليلاً ، مثل أكسدة قضيب حديدي مطروح في العراء.
هذه العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل الكيميائي هي:
حجم الجسيمات المادة
يُعرف أيضًا باسم سطح التلامس. إذا كانت المواد ذات سطح تلامس كبير ، أي أنها مضغوطة جدًا ، يكون التفاعل أبطأ مما كان عليه عندما يكون سطح التلامس صغيرًا.
مثال على ذلك هو تفاعل Alka seltzer في قرص و Alka seltzer في مسحوق. Alka seltzer هو خليط من حمض أسيتيل الساليسيليك مع بيكربونات الصوديوم وفوسفات الكالسيوم وحمض الستريك.
إذا كانت المواد من الأنواع الذرية ، فإنها تظهر أيضًا تباينًا في تفاعلها بسبب حجم الذرة وعدد الإلكترونات في مستواها الأخير.
نتيجة لذلك ، يتفاعل الصوديوم (Na) مع الماء بطريقة عنيفة مقارنة بالكالسيوم (Ca). وبالمثل ، يتأكسد الحديد (Fe) بسهولة بفعل بخار الماء الموجود في الهواء المحيط ، مقارنة بالرصاص (Pb) الذي يكون تفاعله أبطأ بكثير.
تتمتع الأنواع الأيونية بفاعلية عالية جدًا (معدلات تفاعل منخفضة) ، عند مقارنتها بأنواعها المحايدة. وبالتالي ، فإن Mg + 2 أكثر تفاعلاً من Mg.
الحالة الفيزيائية للمواد
تؤثر حالة تجمع المواد المتفاعلة أيضًا على معدل التفاعل. في الحالة الصلبة ، تكون الجسيمات (الذرات) قريبة جدًا من بعضها البعض ، وبالتالي يكون التنقل بينها قليلًا جدًا ، وتكون التصادمات بطيئة جدًا.
في الحالة السائلة ، تتمتع الجسيمات بقدر أكبر من الحركة ، مما يجعل التفاعلات أسرع مقارنة بالحالة الصلبة.
في الحالة الغازية ، يكون للتفاعل سرعة أعلى بكثير ، وذلك بفضل الفصل الكبير بين جسيمات الكاشف.
لزيادة سرعة تفاعل مادة ما ، يمكن إذابتها في الماء ، بحيث تذوب الجزيئات ويزداد التنقل بينها.
تركيز الكاشف
يشير تركيز المادة إلى عدد الجسيمات (الذرات أو الأيونات أو الجزيئات) الموجودة في حجم معين.
في تفاعل كيميائي ، إذا كان هناك الكثير من الجسيمات ، فإن عدد الاصطدامات بينها سيكون مرتفعًا جدًا ، وبالتالي فإن سرعة التفاعل ستكون عالية.
كلما زاد تركيز المواد المتفاعلة ، زاد معدل تفاعل تكوين المنتج.
درجة الحرارة
في نظام مكون من الكواشف ، تتحرك جميع الجسيمات التي يتكون منها ، إما بالاهتزاز ، كما هو الحال في المواد الصلبة ، أو تتحرك في حالة السوائل والغازات.
في كلتا الحالتين ، يتم ملاحظة الاهتزازات E و E الحركية على التوالي. هذه الطاقات تتناسب طرديا مع درجة حرارة النظام.
مع زيادة درجة حرارة النظام ، تزداد الحركات الجزيئية للمواد.
أصبحت التصادمات بينهما أقوى ، بما يكفي للتسبب في انهيار وتشكيل الروابط ، والتغلب على العقبة التي تشكل طاقة التنشيط Ea.
مع زيادة درجة حرارة النظام ، تزداد الفعالية وتكون سرعة التفاعل أقل ، وبالتالي تكون أسرع.
المحفزات
إنها مواد كيميائية تؤثر على تفاعل كيميائي ، إما زيادة معدل التفاعل أو إبطائه. السمة الرئيسية لها هي أنها لا تشارك في التفاعل الكيميائي ، مما يعني أنه في نهاية التفاعل ، يمكن عزلها عن النظام.
مثال على ذلك هو هدرجة مركب عضوي غير مشبع بهيدريد ألومنيوم الليثيوم كمحفز:
CH3 - CH = CH - CH3 + H2 CH3 - C2 - CH2 - CH3
في المعادلة الكيميائية ، يوضع المحفز فوق السهم الذي يشير إلى اتجاه التفاعل.
في تفاعل كيميائي يمكن أن يحدث أن كلا المحفز والمتفاعلات ليسا في نفس الحالة الفيزيائية ، وهذا النوع من النظام يعرف باسم "غير متجانس".
هذه تسمى محفزات الاتصال. المحفزات "المتجانسة" هي تلك التي لها نفس الحالة الفيزيائية للمتفاعلات وتسمى النقل.
المراجع
- ليفين ، الكيمياء الفيزيائية. المجلد 2. ماكجرو هيل 2004
- كاباريلي ، ألبرتو لويس الكيمياء الفيزيائية الأساسية. الكتاب الاليكتروني.
- Fernández Sánchez Lilia، Corral López Elpidio، et.al (2016). حركيات التفاعلات الكيميائية. تعافى: zaloamati.azc.uam.mx.
- آن ماري هيلمنستين ، دكتوراه. العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل الكيميائي. تم الاسترجاع: thinkco.com.