بحث عن سرعة التفاعل الكيميائي

بحث عن سرعة التفاعل الكيميائي

معدل التفاعل أو معدل سرعة التفاعل الكيميائي (بالإنجليزية: Reaction rate) هو معدل التغير في كميات (تركيز) المواد المتفاعلة أو الناتجة في وحدة الزمن.[1] أو معدل تغير نواتج التفاعل في وحدة الزمن.أي أنه عبارة عن زيادة تركيز المواد الناتجة بمرور الزمن. وبأخذ قانون بقاء المادة في الاعتبار فإن زيادة تركيز النواتج يعني نقص تركيز المواد الداخلة في التفاعل.
وعملياً يمكن قياس سرعة التفاعل بقياس معدل اختفاء مادة متفاعلة أو معدل تكوين مادة ناتجة. وعادةً يتم ذلك بمتابعة تغير احدي الخواص الفيزيائية المرئية كاللون وكمية ترسب مواد
معدل التفاعل أو معدل سرعة التفاعل الكيميائي (بالإنجليزية: Reaction rate) هو معدل التغير في كميات (تركيز) المواد المتفاعلة أو الناتجة في وحدة الزمن.[1] أو معدل تغير نواتج التفاعل في وحدة الزمن.أي أنه عبارة عن زيادة تركيز المواد الناتجة بمرور الزمن. وبأخذ قانون بقاء المادة في الاعتبار فإن زيادة تركيز النواتج يعني نقص تركيز المواد الداخلة في التفاعل.
وعملياً يمكن قياس سرعة التفاعل بقياس معدل اختفاء مادة متفاعلة أو معدل تكوين مادة ناتجة. وعادةً يتم ذلك بمتابعة تغير احدي الخواص الفيزيائية المرئية كاللون وكمية ترسب مواد

• طبيعة المواد المتفاعلة (أيونات, جزيئات , ذرات).
• تركيز المواد المتفاعلة ،
• المواد الحافزة،
• درجة الحرارة ، حيث كلما زادت درجة الحرارة زادت سرعة التفاعل.

هذا التفاعل يدل على تفاعل a مول من المادة A مع b مول من المادة B لإنتاج c مول من المادة C و d مول من المادة D.
وتكون سرعة التفاعل المذكور :

باعتبار [A] و[B] تمثلان تركيزي المادتين المتفاعلتين A وB ، وفي نفس الوقت تمثل [C] و [D] تركيزي المادتين الناتجتين C وD. إذا فإن سرعة التفاعل الكميائي يعتمد بشكل مباشر على تركيز المواد الابتدائية فالعلاقة طردية بينهما ، كما تلعب درجة الحرارة دورا رئيسيا.

• طبيعة المواد المتفاعلة : بعض التفاعلات تجري سريعا ، وهذا يعتمد على عدد المواد الداخلة في التفاعل وطورها إن كانت صلبة أو سائلة أو في حالة غازية حيث تتحرك المواد الصلبة بسرعة أقل من حركة الجزيئات في الحالة الغازية.

• التركيز: تزداد سرعة التفاعل بزيادة التركيز طبقا لقانون المعدل ويفسره نظرية التصادم. فبزيادة تركيز المواد المتفاعلة يزداد معدل تصادم الجزيئات بعضها البعض.
• الضغط : يزداد معدل تفاعل الغازات مع زيادة الضغط ، الذي ما هو إلا زيادة في تركيز الغاز. أما في حالة تفاعل المواد الصلبة أو السائلة فمعدل تفاعلها يعتمد ضعيفا على الضغط.
• درجة التفاعل: تحدد درجة التفاعل اعتماد معدل التفاعل على تركيز المواد المتفاعلة أو ضغطها.
• درجة الحرارة: إجراء التفاعل عند درجة حرارة أعلى تمد النظام المتفاعل بطاقة حرارية من الخارج مما يزيد من معدل التفاعل ، بسبب زيادة معدل الاصتدامات بين الجزيئات المتفاعلة ، وهذا ما تقوله نظرية التصادم. ولكن السبب الأساسي وراء هذه الزيادة في معدل التفاعل هو أن ارتفاع درجة الحرارة يعمل على زيادة الجزيئات ذات طاقة تنشيط مما يؤدي إلى اصتدامات "ناجحة" (تجعل الجزيئات تتحد مع بعضها البعض). وتصف معادلة أرينيوس سلوك النظام المتفاعل بارتفاع درجة الحرارة. كما تصف قاعدة Q10 قاعدة تقريبية بأنه لكثير من التفاعلات يتضاعف معدل التفاعل لكل ارتفاع في درجة الحرارة قدره 10 درجات مئوية.[2]
• المذيبات: تجري بعض التفاعلات في محاليل وقد تؤثر طبيعة السائل المذيب معدل سريان التفاعل.

• الإشعاع الكهرومغناطيسي ، والضوء الشديد : الأشعة الكهرومغناطيسية هي أحد أنواع الطاقة. ولهذا فيمكنها تسريع معدل التفاعل. وقد تتسبب في انفصال الروابط بين الذرات في الجزيئات ، أو إثارة الجزيئات ، فتنشأ مركبات وسطية تساعدنا على الحصول على الناتج المطلوب.

(أما بالنسبة إلى الأدوية فقد تُفسد تلك التفاعلات الغير مرغوبة الدواء ، لذلك ينصح بالحفاظ على الأدوية في مكان مظلم أو في ثلاجة. وأحيانا تعبأ الأدوية السائلة الحساسة للضوء في زجاجات بنية اللون ماصة للضوء.)
وعلى سبيل المثال يتفاعل الميثان مع الكلور في الظلام ولكن التفاعل يكون بطيئا جدا. ولكن في وجود ضوء خافت يتفاعل الغازان. ويصل التفاعل درجة الانفجار عند تعرض المخلوط إلى ضوء شديد.

• المحفزات : يزداد معدل التفاعل في وجود محفز (عامل مساعد)، مثل الكادميوم ، ويعمل المحفز على تسريع كلا التفاعلين في الاتجاه الأمامي والاتجاه العكسي حيث أن مفعول العامل المساعد يخفض طاقة التنشيط. والمحفز مع ذلك لا يؤثر على التوازن الكيميائي ,و إنما ينحصر مفعوله في تسريع معدل التفاعل وبالتالي تسريع الوصول إلى حالة التوازن الكيميائي.

وعلى سبيل المثال يسرع البلاتين احتراق الهيدروجين بالأكسجين عند درجة الحرارة العادية.

• النظائر: يختلف معدل التفاعل باختلاف النظير ، ونجد ذلك على الأخص بالنسبة للهيدروجين حيث أن كتلة الديوتيريوم ضعف كتلة الهيدروجين.

• مساحة السطح : بالنسبة لتفاعلات تجري على السطح في تفاعلات مع المادة الصلبة يزداد معدل التفاعل بزيادة السطح. ذلك لزيادة عدد جزيئات المادة الصلبة المعرضة للمواد المتفاعلة الأخرى.
• التقليب : التقليب والرج يزيد من معدل التفاعل وعلى الاخص في تفاعلات المادة الصلبة مع السوائل.

تؤخذ جميع المؤثرات على معدل التفاعل في معادلة المعدل في الحسبان ، ماعدا التركيز ودرجة التفاعل (أنظر أسفله)