قوانين معدلات التفاعل الكيميائي
- تختلف قوانين معدل التفاعل الكيميائي وفقًا لنوع التفاعل وترتيبه لأن كلمة رتبة تعبر عن عدد مولات المواد المتفاعلة وتمثل هذه القوانين العلاقة بين معدل حدوث التفاعل الكيميائي ومعدل التفاعل. تركيز المواد المتفاعلة ،
- وليس فقط من خلال معرفة المعادلة الكيميائية التي تعبر عن التفاعل ، يمكننا معرفة قانون معدل ذلك التفاعل ، لأنه وجد أن هناك بعض المعادلات الكيميائية متشابهة ، لكن قانون المعدل لكل منها مختلف تمامًا. .
- المعادلة التي تعبر عن قانون معدل تفاعل كيميائي هي:
أ + ب → ج
بينما معدل التفاعل كما ذكرنا هو العلاقة بين التغير في التركيز لكل وحدة زمنية ، وبالتالي:
- معدل تفاعل المادة أ هو التغير السلبي في تركيز المادة أ فيما يتعلق بالتغير في الوقت ويمكن التعبير عنه بالمعادلة: dt -d[A]
- معدل تفاعل المادة ب هو التغير السلبي في تركيز المادة ب فيما يتعلق بالتغير في الوقت ويمكن التعبير عنه بالمعادلة: د[B]/ د
- معدل تفاعل المادة C هو التغير في تركيز المادة C بالنسبة للتغيير في الوقت ويمكن التعبير عنه بالمعادلة: – d[C]/ د
وبالتالي ، يمكن التعبير عن قانون معدل التفاعل الكيميائي بالمعادلة التالية:
معدل التفاعل الكيميائي = – التغير في تركيز المادة أ / التغير في الوقت = – التغير في تركيز المادة ب / التغير في الوقت = التغير في تركيز المادة ج / التغير في الوقت
يمكن التعبير عن ذلك بالمعادلة الكيميائية التالية:
معدل التفاعل = -d[A]/ dt (s) = – د[B]/ dt (s) = د[C]/ dt (s)
مثال: 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O
ملحوظة: المعادلة السابقة تعبر عن معادلة الأكسدة للأمونيا الغازية NH3 (أي تفاعل الأمونيا مع الأكسجين)
وجدنا أن معدل تكوين غاز النيتروجين N2 كمنتج للتفاعل هو 27 مول / ثانية. إل
لذلك ، فإن حساب معدل تكوين الماء يساوي التغير في تركيز الماء = التغير في تركيز N2: وبالتالي ، فإن معدل تكوين الماء =. 27 × 3 =. 81- عبدالمجيد
معدل التفاعل الكيميائي
يشير معدل التفاعل الكيميائي إلى التغيير الذي يحدث في تركيز المواد المتفاعلة ونواتج التفاعل فيما يتعلق بوحدة زمنية ، وهي الثانية لأنها بعد بدء التفاعل الكيميائي.
نلاحظ أنه بمرور الوقت يبدأ تركيز المواد المتفاعلة في الانخفاض ، في الوقت الذي تبدأ فيه المواد الناتجة عن التفاعل في الصقر بالتركيز ، وهذا يخضع لقانون الحفاظ على الكتلة ، وهناك العديد من العوامل التي تؤثر معدل التفاعل الكيميائي.
العوامل المؤثرة في معدل التفاعل الكيميائي
فيما يلي أهم العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل الكيميائي:
تركيز المواد المتضمنة في التفاعل
- كلما زاد تركيز المواد الداخلة في التفاعل ، زادت سرعة التفاعل وكلما كان التفاعل أسرع ، لأنه مع التركيز يزداد عدد الجزيئات التي تصطدم ببعضها البعض ، مما يؤدي إلى التسارع من معدل التفاعل.
طبيعة المواد المتضمنة في التفاعل
- يتأثر معدل التفاعل الكيميائي بطبيعة المواد المتفاعلة ، لأنه كلما زادت مساحة سطح المادة المتفاعلة ، كلما حدث التفاعل بشكل أسرع.
- وفقًا لذلك ، فإن التفاعل الذي يكون فيه المتفاعل على شكل مسحوق يستمر بشكل أسرع مما يحدث عندما تكون المادة عبارة عن قطع صلبة ، وأيضًا عندما يكون المتفاعل في شكل محلول ، يستمر التفاعل الكيميائي بشكل أسرع من الحالات الأخرى.
درجة حرارة التفاعل
- في الصقور ، من المعروف أن درجة حرارة التفاعل تزيد من معدل حدوثه ، والسبب هو أن درجة الحرارة المرتفعة توفر الطاقة الحركية للجسيمات المتفاعلة ، مما يسرع من حدوث المادة الكيميائية. تفاعل.
العوامل المساعدة
- السواغات ، أو كما يطلق عليها محفزات التفاعل ، هي مواد تضاف إلى بيئة التفاعل لتسريعها. تتسبب هذه المواد في اصطدام الجسيمات المتفاعلة مع بعضها البعض ، كما أنها تقلل من طاقة التنشيط للتفاعل ، مما ينتج عنه معدل صقر لمعدل التفاعل.
- تساعد المحفزات أيضًا في الوصول إلى نقطة توازن التفاعل بسرعة أكبر وتختلف هذه المواد وفقًا لنوع التفاعل الكيميائي وفقًا للمواد التي تدخل وتخرج من التفاعل وتتميز بأنها لا تستهلك أو دخلت في تفاعل كيميائي ، لكنها تؤثر فقط على معدل التفاعل الكيميائي.
ضغط
- مثلما يتأثر معدل التفاعل بالحرارة ، فإنه يتأثر أيضًا بالضغط ، لأن العلاقة بين الضغط ومعدل التفاعل الكيميائي هي علاقة مباشرة ، أي أنه كلما زاد الضغط ، كلما حدث التفاعل بشكل أسرع و والعكس صحيح. على العكس تماما.
اخلط المواد المتفاعلة
- يؤدي خلط المواد المتفاعلة قبل بدء التفاعل إلى تسريع معدل التفاعل الكيميائي.
قس معدل التفاعل الكيميائي
يمكن قياس معدل التفاعل الكيميائي بعدة طرق ، إما كيميائية أو طبيعية. فيما يلي الطرق:
الطرق الكيميائية
- يتم ذلك عن طريق قياس تركيز إحدى المواد التي تدخل أو تخرج من التفاعل باستخدام التحليل الوزني والحجمي. يفضل التحليل الحجمي لأنه أسرع. يتم أخذ بعض العينات من التفاعل في فترات زمنية مختلفة ، ثم يتم إيقاف التفاعل وتحليل هذه العينات لقياس تركيزها.
الطريقة الطبيعية
- هذه الطريقة أفضل من الطريقة الكيميائية ، وفي هذه الطريقة يتم دراسة التفاعل الكيميائي كأحد الخواص الطبيعية التي تتغير مع تغير الزمن ويمكن حساب التركيز باستخدامها.
- على سبيل المثال ، في التفاعلات الغازية التي يتغير فيها الحجم بمرور الوقت في ظل وجود ضغط ثابت ، يمكن دراسة التفاعل من خلال دراسة التغير في الحجم عند ضغط ثابت ، ومن مزايا هذه الطريقة أنها سريعة.
- يمكن تسجيل العديد من النتائج في وقت قصير ، ولكن من عيوبها أنها لا توفر قيمة مباشرة للتركيز ، وهناك بعض الأخطاء التي تنجم بوضوح عن حدوث بعض التفاعلات الجانبية.
مزايا قياس معدل التفاعلات الكيميائية
قياس معدل التفاعل الكيميائي له مزايا عديدة يمكن اشتقاقها من قوانين معدل تفاعل كيميائي. هذه الفوائد هي:
- يتيح لنا قياس معدل التفاعل الكيميائي التعرف على كيفية حدوث تفاعلات كيميائية ديناميكية أو في أي تفاعلات كيميائية.
- اعرف معدل التفاعلات الكيميائية.
- من أجل تحديد وجمع الحقائق حول طريقة إطلاق المواد ، من أجل إصدار أحكام نظرية حول التفاعلات الكيميائية.
- من خلال قياس معدل التفاعل الكيميائي ، يمكننا التحكم في التفاعل الكيميائي والتحكم فيه لأي غرض نريد.
لقد تحدثنا حتى الآن عن قوانين معدل التفاعل الكيميائي لأننا ذكرنا لك العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل الكيميائي ، لأن معدل التفاعل يختلف من تفاعل إلى آخر ، اعتمادًا على بعض العوامل مثل كضغط ودرجة حرارة ووجود محفزات ، وكذلك عدد جزيئات المتفاعلة ووحدة قياس معدل التفاعل الكيميائي هي مول / ث. لتر.