من اسباب زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية
يتساءل العديد من طلاب مادة الكيمياء عن أسباب زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية؛ حيث يتفاوت التفاعل الكيميائي في سرعته، وذلك بسبب معدل التغير الذي يحدث في تركيز المواد المشاركة في العملية الكيميائية، أو المواد التي تتكون في وحدة زمنية معينة. ستقدم لك الموسوعة جولة شاملة للإجابة على هذا السؤال، تابعنا لمعرفة المزيد.
- من أسباب زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية؛ زيادة التركيز، وزيادة مساحة سطح المواد المتفاعلة، زيادة الضغط، وارتفاع درجة الحرارة
- يتأثر معدل التفاعل الكيميائي بعدة عوامل تزيد من معدل التصادم بين الأيونات أو الجزيئات أو غيرها من المواد المتفاعلة.
- لذلك سنسلط الضوء على أهم العوامل التي تؤثر في تنوع طبيعة المواد التفاعلية، فقد تكون على شكل أيون أو ذرة أو جزيء.
من العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل الكيميائي
حيث أحد أهم عوامل تأثير الردود السريعة هي ما نلخصه في النقاط التالية:
- تركيز المواد التي تدخل في العملية التفاعلية الكيميائية.
- بالإضافة إلى العديد من العوامل التي سنذكرها بالتفصيل.
ومع ذلك، نفضل تلخيص العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل الكيميائي كما يلي:
- المواد المحفزة أو المسرعة لعملية التفاعل الكيميائي.
- يؤثر التركيز على المواد المتفاعلة في سرعة التفاعل الكيميائي.
- تركيز المادة يزيد من حدوث التصادم في فترة زمنية محددة.
- ما يؤثر على معدلات التفاعل في العملية الكيميائية.
- على العكس، في حالة زيادة تركيز المنتجات التفاعلية، تكون معدلات التفاعل منخفضة.
المواد الحافزة
- تلك المواد التي تساهم في زيادة سرعة التفاعل الكيميائي.
- من أهم العوامل المحفزة عامل الكادميوم.
- يُسهم الكادميوم في تعجيل التفاعل بالاتجاهين المعاكس والمتجه للأمام.
- فيما لا يؤثر الكادميوم أو أي من العوامل المحفزة في تعطيل التوازن في العملية الكيميائية.
- في حين أن دوره يكمن في تسريع العملية التفاعلية، مما يؤثر على تحقيق التوازن الكيميائي بعد تخفيض معدل طاقة التنشيط في العملية، وتيسير معدلات التفاعل.
- ومن أهم الأمثلة على المحفزات هو البلاتين الذي يسرع عملية احتراق الهيدروجين باستخدام عنصر الأكسجين.
- خاصة إذا لم تتسبب المواد المحفزة في أي تغيير في طبيعة المادة الكيميائية أو التفاعلات الكيميائية.
درجة الحرارة
- تزيد سرعة التفاعلات الكيميائية عند زيادة درجة الحرارة في العملية الكيميائية.
- بالإضافة إلى تأثير درجة الحرارة على كمية الحركة للمادة.
- هذا يؤثر على ارتفاع معدل التصادم بين الجزيء أو الأيون وفقا لطبيعة المادة، وذلك في فترة زمنية.
- كما يؤثر ذلك على سرعة التفاعل الكيميائي، فيصبح درجة الحرارة سببا في زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية .
- يؤثر عامل درجة الحرارة على العملية الكيميائية في بعض التفاعلات.
- تؤثر بشكل خاص على زيادة درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية.
الضغط
- الضغط من العوامل التي تؤثر على سرعة العملية التفاعلية.
- يسهم الضغط في زيادة سرعة التفاعلات، لذا فهو أحد أسباب زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية .
- من المهم أن يذكر أن ضغط الغاز يؤثر في التفاعلات الكيميائية.
- تعتبر قوة الضغط أحد العوامل التي تؤثر على سرعة التفاعل الكيميائي في حالة التفاعل الغازي فقط.
- بينما لا يؤثر الضغط على التفاعل الكيميائي، فإن التفاعل يحدث في المواد الصلبة.
- عامل الضغط لا يؤثر في التفاعل الكيميائي بالمواد السائلة.
التركيز
- يؤثر معدل التركيز في معدل تصادم الجزيئات، وقد تم تفسير ذلك من خلال نظرية التصادم، حيث يزداد معدل التصادم بين الجزيئات كلما زاد التركيز.
- تتأثر سرعة التفاعل بتركيز المواد المشاركة في التفاعل الكيميائي.
- خاصة أن معدل سرعة التفاعل هو تركيز المواد في وحدة الزمن.
- كمعرفة معدل سرعة التفاعل الكيميائي يتأثر بمعدل تركيز المواد المشاركة في العملية التفاعلية خلال وحدة زمن معينة.
المزج
- تعتبر مزج المواد المتفاعلة أحد أسباب زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية .
- يتعتمد سرعة التفاعل الكيميائي على مزج المكونات في التفاعلات الكيميائية.
- يحدث مزج المواد المتفاعلة في العملية الكيميائية.
- يسرع من التفاعل في المعادلة الكيميائية.
وسط التفاعل
- يختلف وسط التفاعل بين قطبي أو غير قطبي.
- يتفاوت الوسط التفاعلي للمادة بين المائية والعضوية.
- بالإضافة إلى كونه في أشكال المادة الصلبة أو الغازية أو السائلة.
مساحة سطح التفاعل الكيميائي
- بسبب زيادة مساحة سطح التفاعل، يتأثر معدل التفاعل، حيث تزداد في تلك الحالة عدد الجزيئات المرتبطة بالمادة الصلبة.
- كلما زادت مساحة سطح التفاعل الكيميائي زادت معدلات سرعة التفاعلات الكيميائية.
- وبالتالي يزداد احتمال حدوث تصادم أكبر على السطح الصلب، مما يؤثر على التفاعل بين المادة الصلبة والسائل.
- فقد أشار الكيميائيون إلى أنه في حالة توافر مساحة كبيرة للتفاعل على المادة الصلبة، يحدث التفاعل مع السائل بصورة أسرع.
قوانين سرعة التفاعلات الكيميائية
- يمكن توضيح طريقة حساب سرعة التفاعلات الكيميائية من خلال قانون سرعة التفاعل الكيميائي التالي:
- سرعة التفاعل = ثابت التفاعل × تركيز المادة أ × تركيز المادة ب
- قانون سرعة التفاعل يتكون من ثابت التفاعل ضربا في تركيز المواد المتفاعلة في العملية الكيميائية.
- سرعة التفاعل= K × A¹ × B²
- فيما يُعبر الرمز K عن ثابت التفاعل.
- يتأثر بإحدى العوامل الآتية وهما: درجة الحرارة وطبيعة المواد التي تستخدم في عملية التفاعل.
- بينما تشير الأرقام إلى ترتيب العملية التفاعلية، فإنها ليست ثابتة بل متغيرة.
- عند حساب الرتبة، يتم جمع رتبة التفاعل 1+2 لتساوي 3، وتعني تلك القيمة أن التفاعل من الرتبة التفاعلية الثالثة.
- باختصار، يمكننا تلخيص هذا القانون بأنه يتعلق بالعلاقة بين سرعة التفاعل وتركيز المواد في حضور المحفزات.
- كما يرمز إلى معد التفاعل في سياق المعادلة الكيميائية الآتية: A + B → C .
- باعتبار أن معدل التفاعل للمادة يعتمد على تغير التركيز / تغير الزمن.
أهمية سرعة التفاعل الكيميائي
- لخصت الدراسات والأبحاث العلمية سرعة التفاعل الكيميائي في النقاط الآتية:
- سرعة تفاعل الكيميائية تؤثر في التحكم بالتفاعلات.
- إلى جانب أن تلك التفاعلات الكيميائية تساهم في الحصول على النتائج بسرعة.
- وبالنسبة لكم، يمكنكم تحميل ملخص سرعة التفاعلات الكيميائية من هنا.
تناولنا في مقالنا أسباب زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية، إلى جانب قوانين التفاعل الكيميائي، وأهمية سرعة التفاعل الكيميائي، وأبرز العوامل المؤثرة في التفاعل الكيميائي من بين العوامل المحفزة.
ندعوك عزيزي القارئ لقراءة المزيد من المقالات في موسوعة الكيمياء، أو استطلاع المقالات في مختلف المجالات من خلال جديد موسوعة.
- شرح التفاعلات الكيميائية بالتفصيل
- أنواع التفاعلات الكيميائية وأمثلة عليها
- بحث عن انواع التفاعلات الكيميائية
- ما هي انواع التفاعلات الكيميائية
- الصيغة الكيميائية لبروميد الصوديوم هي
- بحث شامل عن تصنيف التفاعلات الكيميائية
- بحث عن التفاعلات الكيميائية وأنواعها والعوامل المؤثرة بها
المراجع