كيف تقاس سرعة التفاعل .. العوامل التي تؤثر في معدل سرعة التفاعل

كيف يتم قياس سرعة رد الفعل سؤال مهم، معدل التفاعل يساعدنا في معرفة معدل استهلاك المواد المتفاعلة ومعدل تكوين المواد الناتجة، كما أنه يعتمد على مجموعة من العوامل التي تزيد أو تقلل من معدل التفاعل الكلي، هذه الأشياء سنقوم بها كن في هذه المقالة المناقشة.

سرعة رد الفعل

معدل التفاعل هو المعدل الذي يحدث به تفاعل كيميائي، وبالتالي يمكن تعريفه أيضًا على أنه كمية المواد المنتجة أو المتفاعلة لكل وحدة زمنية أو ساعة وربما حتى آلاف السنين، بينما يمكن أن يحدث البعض الآخر في أقل من عام 2. مثال على التفاعل البطيء المستند إلى معدل التفاعل البطيء يمثل الوقت الذي تستغرقه النباتات والأسماك القديمة لتصبح أحافيرًا. ويعتمد معدل التفاعل أيضًا على نوع الجزيئات التي تجمع بين المتفرقات.

عندما تكون هناك تركيزات منخفضة لعنصر أو مركب أساسي، يكون التفاعل أبطأ، أو يمكن تفسير ذلك على أساس ما يعرف بنظرية الاصطدام، حيث تنص نظرية الاصطدام على أنه كلما تصادم عدد أكبر من الجزيئات في نظام ما، زاد تتشكل مجموعات الجزيئات التي تتصادم مع بعضها البعض، مما يزيد من احتمالية تفاعل الجزيئات مع بعضها البعض. [1]

العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل

للإجابة على السؤال الخاص بكيفية قياس معدل التفاعل، من المهم الإشارة إلى أن معدل التفاعل يتأثر بمجموعة من العوامل، وهذه العوامل إما تزيد أو تنقص من معدل التفاعل، وهذه العوامل هي درجة الحرارة والتركيز والضغط تتأثر سرعة التفاعل أيضًا بنوع المواد. المادة المتفاعلة سواء كانت صلبة أو سائلة أو غازية. [1]

درجة الحرارة

عندما تزداد درجة الحرارة في نظام ما، تتصادم الجزيئات مع بعضها البعض أكثر بكثير مما لو لم ترتفع درجات الحرارة، وبالتالي فإن هذه الجزيئات لديها الكثير من الطاقة التي تساعدها على التحرك بشكل أسرع، وبالتالي ربط الجزيئات ببعضها البعض وتشكيل مواد جديدة، وبالتالي زيادة معدل التفاعل. ولكن إذا خفضت درجة الحرارة، فإن الجزيئات تكون أبطأ وتصطدم بشكل أقل، وهذا الانخفاض في درجة الحرارة يقلل من إنتاج مواد جديدة، وبالتالي يقلل من سرعة التفاعل.

تركيز

والمقصود بالتركيز هو كمية المادة المتفاعلة أو المنتج. إذا كان هناك المزيد من المادة في المحلول أو المتفاعل، فهناك فرصة أكبر لتصادم الجزيئات وتسريع معدل التفاعل، وإذا كان التركيز أقل، فكلما زاد تركيز المادة، كان التفاعل أسرع، وانخفض تركيز المادة، رد الفعل أبطأ.

الضغط

يؤثر الضغط على معدل التفاعل، خاصة مع الغازات. مع زيادة الضغط، يكون للجزيئات مساحة أقل للحركة. مع زيادة الضغط، تزيد الكثافة العالية للجزيئات من عدد الاصطدامات، مما يزيد من معدل التفاعل. ولكن عندما ينخفض ​​الضغط، يقل تصادم الجزيئات مع بعضها البعض، وينخفض ​​معدل التفاعل. يرتبط الضغط أيضًا بالتركيز والحجم لأن تقليل الحجم المتاح لجزيئات الغاز يزيد من تركيز الجزيئات في منطقة معينة، مما يزيد من معدل التفاعل، ودائمًا ما تتأثر الغازات بالضغط بينما لا تتأثر المواد الصلبة والسوائل بها زيادة الضغط.

كيف يتم قياس سرعة رد الفعل

يمكن الحصول على ناتج معدل التفاعل في أي نظام وتفاعل بطريقتين أولاً، من خلال مراقبة استهلاك واستنفاد المادة المتفاعلة بمرور الوقت، وثانيًا، من خلال مراقبة تركيبة المنتجات المنتجة بمرور الوقت، أي، معدل التفاعل يساوي التغير في تركيز أحد المنتجات أو المواد المتفاعلة مقسومًا على الوقت.

إذا كانت لدينا المعادلة التالية aA + bB → cC + dD، فإن المواد المتفاعلة هي A و B بينما المنتجات هي C و D، لذلك يمكن التعبير عن معدل التفاعل بالعلاقات التالية

• معدل استهلاك المواد المتفاعلة =- [ المواد المُتفاعلة] ÷ دك.
• معدل التكوين = Δ [المواد الناتجة] ÷ دك.

ومن ثم معدل التفاعل = Δ[A] / أ * Δt – = – Δ[B] / ب * Δt = Δ[C] / ج * Δt = Δ[D] / د * Δt

حيث تم تعيين العلامة السلبية للمواد المتفاعلة بسبب استهلاك المواد المتفاعلة بمرور الوقت، يقل التغيير في التركيز ونقوم بتعيين الإشارة السلبية بحيث يكون معدل التفاعل موجبًا لأن كل معدل موجود بعلامة موجبة. [2]

في ختام هذه المقالة، نؤكد على أهمية معرفة كيفية قياس سرعة رد الفعل. لأنه يساعدنا على معرفة السرعة التي يحدث بها تفاعل كيميائي وبالتالي كمية المواد المنتجة أو المتفاعلة لكل وحدة زمنية.

1. ^chem4kids.com، معدل التفاعل 11/29/2024
2. ^chem.libretexts.org، 2.1.2 قياس معدلات التفاعل 11/29/2024