العوامل المؤثرة على معدل سرعة التفاعل الكيميائي Reaction Rate
هناك عدة عوامل تؤثر على سرعة التفاعل (معدل سرعة التفاعل). فالتفاعل الكيميائي يحدث فقط في حالة اصطدام الجسيمات المتفاعلة ببعضها البعض بنجاح. فأي شيء يزيد من احتمالية حدوث تصادم جسيمناجح يزيد من سرعة التفاعل (معدل سرعة التفاعل).
و يعد استخدام هذه العوامل للتحكم في سرعة التفاعل (معدل سرعة التفاعل) الكيميائي أمرًا مهمًا للعديد من العمليات الكيميائية. على سبيل المثال ، قد يؤدي إبطاء التفاعل شديد الحرارة إلى منع حدوث انفجار، كما أن تسريع معدل تفاعل عصا التوهج يجعل توهج الضوء أكثر إشراقًا. و فيما بأتي قائمة بالعوامل التي تؤثر على سرعة التفاعل (معدل سرعة التفاعل) ، وشرح تأثيرها ، وإلقاء نظرة على قيود زيادة سرعة أو معدل التفاعل.
ملخص للعوامل التي تؤثر على سرعة التفاعل (معدل التفاعل)
| العامل | التاثير على معدل سرعة التفاعل |
| درجة الحرارة | زيادة درجة الحرارة يزيد من معدل سرعة التفاعل. |
| الضغط | في حالة الغازات فإن زيادة الضغط يزيد من معدل سرعة التفاعل |
| التركيز | زيادة تركيز المواد المتفاعلة يزيد من معدل سرعة التفاعل |
| المادة الحفازة (المحفز أو الحفاز) | يزيد المحفز أو الحفاز من معدل سرعة التفاعل |
| حجم الجسيم | التقليل من حجم الجسيم أو زيادة مساحة سطح التفاعل يزيد من معدل سرعة التفاعل |
| الحالة الفيزيائية | المواد المتفاعل من نفس الحالة الفيزيائية يزيد من معدل سرعة التفاعل |
| الضوء | في بعض التفاعلات يعمل الضوء على تحفيز التفاعل مما يتسبب في زيادة معدل سرعة التفاعل |
| طبيعة المواد المتفاعلة | بعض أنواع المواد المتفاعلة تلعب طبيعتها الفيزيائية أو الكيميائية على زيادة معدل سرعة التفاعل |
نظرة فاحصة على العوامل المؤثرة على معدل سرعة التفاعل الكيميائي
- درجة حرارة: غالبًا ما تكون درجة الحرارة هي العامل الذي له التأثير الأكبر على معدل سرعة التفاعل الكيميائي. فزيادة درجة الحرارة تمنح الجسيمات طاقة حركية بحيث ترتد بسرعة أكبر وتكون أكثر عرضة لأن تتصادم مع بعضها البعض. والأهم من ذلك ، من المرجح أن تلبي الطاقة المضافة متطلبات طاقة التنشيط للتفاعل. في المقابل ، يؤدي خفض درجة الحرارة إلى جعل الجزيئات أبطأ وأقل عرضة للتصادم فيما بينها. و يتضاعف معدل العديد من التفاعلات الكيميائية مع كل زيادة في درجة الحرارة بمقدار 10 درجات سيليزية. و لكن هذه القاعدة تنطبق على معظم التفاعلات وليس جميعها. على سبيل المثال ، تتضاعف العديد من معدلات سرعة التفاعل الكيميائي الحيوي مع زيادات قليلة في درجات الحرارة. أيضًا، فهناك حد أعلى لدرجة الحرارة حيث يتباطأ التفاعل أو يتوقف عند تجاوزه.
- الضغط: زيادة الضغط على الجسيمات المتفاعلة يقربها من بعضها البعض ، مما يزيد من تفاعلها و زيادة معدل سرعة التفاعل. فزيادة الضغط يؤثر على الغازات بدرجة أكبر بكثير من التأثير على السوائل أو المواد الصلبة.
- التركيز: تؤدي زيادة تركيز المواد المتفاعلة السائلة والغازية إلى زيادة عدد التصادمات بين الجسيمات وبالتالي زيادة معدل سرعة التفاعل الكيميائي.
- استخدام محفز (الحفاز): تعمل المحفزات أو الإنزيمات على التقليل من طاقة التنشيط للتفاعل كيميائي و بالتالي يزيد من معدل سرعة التفاعل الكيميائي . فالمحفزات تعمل على زيادة التصادمات بين المواد المتفاعلة وتغير التوجه الجزيئي وتقلل الترابط بين الجزيئات داخل المواد المتفاعلة ،أو تمنح الإلكترونات للمواد المتفاعلة. كما لا يؤدي وجود المحفز إلى تغيير التفاعل الكيميائي ، ولكنه يساعده في الوصول إلى حالة الإتزان بسرعة أكبر. في المقابل ، تقلل بعض المواد من معدل التفاعل الكيميائي. قد تتنافس هذه المثبطات على مادة متفاعلة ، أو تغير اتجاه المتفاعل ، أو تغير كثافة الإلكترون في تكوين الرابطة الكيميائية.
- حجم الجسيمات – مساحة السطح: تعمل أحجام الجسيمات الأصغر وزيادة مساحة السطح على زيادة فرص تصادم المواد المتفاعلة. فطحن المواد الصلبة إلى مسحوق يعمل على زيادة مساحة السطح. على سبيل المثال ، يتأكسد جزء من معدن المغنيسيوم في الهواء ، لكن مسحوق المغنيسيوم يتأكسد بسرعة كبيرة بحيث يمكن أن يشتعل تلقائيًا.
- الحالة الفيزيائية للمواد المتفاعلة : تؤثر الحالة الفيزيائية للمواد المتفاعلة (صلبة ، سائلة ، غازية) على معدل التفاعل. حيث تميل المادة المتفاعلة السائلة والغازية في نفس الطور إلى التفاعل بسرعة لأن الحركة الحرارية تجمعهما معًا.
- امتصاص الضوء: يوفر الضوء طاقة التنشيط اللازمة لبعض التفاعلات. بالنسبة لهذه التفاعلات ، تؤدي زيادة كمية الضوء إلى زيادة معدل سرعة التفاعل. يعتبر التمثيل الضوئي مثالًا جيدًا على تفاعل يتأثر بالضوء.
- طبيعة المواد المتفاعلة: تؤثر أنواع الروابط الكيميائية في المواد المتفاعلة على سرعة حدوث التفاعلات. على سبيل المثال ، تميل تفاعلات الحمض-القاعدة أو التبادل الأيوني إلى أن تكون تفاعلات سريعة. تميل التفاعلات التي تنطوي على جزيئات كبيرة إلى أن تكون أبطأ. في بعض الأحيان يكون من الممكن زيادة معدل التفاعل عن طريق اختيار مركبات مختلفة لإنتاج المنتج المطلوب. على سبيل المثال ، في تفاعل الاستبدال ، ستحصل على تفاعل أسرع باستخدام ملح قابل للذوبان مقارنة بالملح غير القابل للذوبان لأن الملح القابل للذوبان سيذوب إلى جزيئات أصغر.
سلبيات تسريع معدل رد الفعل
هناك سلبيات فيما يتعلق بمدى قدرة العامل على زيادة معدل التفاعل الكيميائي. على سبيل المثال ، تؤدي زيادة درجة الحرارة إلى تسريع التفاعل ، ولكن فوق درجة حرارة معينة قد تتشوه المواد المتفاعلة. كما تؤدي إضافة عامل حفاز إلى تسريع التفاعل ، ولكن إضافة المزيد منه لن يؤدي إلى زيادة أخرى في معدل سرعة التفاعل.
المصدر :
- الموسوعة العلمية الكيميائية للأستاذ أكرم العلي
- sciencenotes.com
بوسترات (لوحات) كيميائية بدقة عالية (أكثر من 25 لوحة) من تصميم الأستاذ أكرم أمير العلي
للحصول على الجـدول الدوري البسيط يرجى الضغط على الرابط الآتي : لوحة الجـدول الدوري باللغة العربية بدقة عالية1 Arabic periodic table
للحصول على الجـدول الدوري المفصل يرجى الضغط على الرابط الآتي : الجـدول الدوري للعناصر المفصل باللغة العربية Detailed Periodic Table of Elements (Arabic)
تجارب كيميائية سهلة و شيقة و ممتعة (10) Amazing Chemistry Experiments
تطبيقات كيميائية من تصميم الأستاذ أكرم امير العلي متوفر للجوالات التي تعمل بنظام أندرويد android على سوق جوجل بلاي google play و من بينها تطبيق ملصقات الجـدول الدوري باللغة العربية : بطاقات تحتوي على معلومات شاملة و مختصرة في نفس الوقت كل عنصـر على حدة (اللغة العربية).
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir
