فهم معدل التفاعل الكيميائي الحجمي

الجدول

• مقدمة في معدل التفاعل
• التفاعلات الكيميائية وماهيتها
• أنواع التفاعلات الكيميائية
• العوامل المؤثرة على سرعة التفاعل
• المراجع

قياس سرعة التفاعل الكيميائي

يُعرّف معدل التفاعل الكيميائي الحجمي بأنه مقياس لمدى سرعة حدوث التفاعل الكيميائي في وحدة حجم معينة. يعبر عنه عادةً بكمية المادة المتفاعلة التي تستهلك أو كمية الناتج الذي يتكون في وحدة الزمن لكل وحدة حجم. وحدة القياس الشائعة هي المول لكل لتر في الثانية (mol/L·s) أو المول لكل متر مكعب في الثانية (mol/m³·s). يُعتبر هذا المعدل مؤشراً مهماً لفهم ديناميكية التفاعل الكيميائي.

ما هي التفاعلات الكيميائية؟

التفاعلات الكيميائية هي عمليات تُغيّر فيها المواد المتفاعلة خصائصها الكيميائية بشكل أساسي، مُنتجةً مواد جديدة تسمى النواتج. تتضمن هذه العمليات إعادة ترتيب الذرات والجزيئات، وكسر الروابط الكيميائية القديمة وتكوين روابط جديدة. وتختلف هذه التغيرات اختلافاً جوهرياً عن التغيرات الفيزيائية التي لا تُغيّر من تركيب المادة.

تصنيف التفاعلات الكيميائية

تُصنّف التفاعلات الكيميائية إلى عدة أنواع بناءً على آلية حدوثها، ومن أهمها:

• التفاعلات المركبة: تتحد فيها مادتين أو أكثر لتكوين مادة واحدة جديدة. مثال: تفاعل الصوديوم (Na) مع الكلور (Cl) لإنتاج كلوريد الصوديوم (NaCl).
• تفاعلات التحلل: ينقسم فيها مركب واحد إلى مادتين أو أكثر أبسط. مثال: تحلل الماء (H₂O) إلى هيدروجين (H₂) وأكسجين (O₂).
• تفاعلات الإزاحة الأحادية: يزيح فيها عنصر أكثر نشاطاً عنصراً أقل نشاطاً من مركبه. مثال: تفاعل الزنك مع كبريتات النحاس.
• تفاعلات التعادل: تتفاعل فيها الأحماض مع القواعد لإنتاج أملاح وماء.
• تفاعلات الاحتراق: تتفاعل فيها مادة مع الأكسجين، عادةً مع إطلاق كمية كبيرة من الحرارة والضوء.
• تفاعلات الإزاحة المزدوجة: يتبادل فيها أيونان من مركبين مختلفين أماكنهما لتكوين مركبين جديدين. مثال: تفاعلات الترسيب.

العوامل التي تؤثر على سرعة التفاعل

تؤثر العديد من العوامل على سرعة التفاعل الكيميائي، ومنها:

• درجة الحرارة: زيادة درجة الحرارة عادةً ما تزيد من سرعة التفاعل.
• الضغط: يؤثر الضغط على سرعة التفاعلات التي تتضمن غازات.
• تركيز المواد المتفاعلة: زيادة تركيز المواد المتفاعلة تزيد من سرعة التفاعل.
• المحفزات: تزيد المحفزات من سرعة التفاعل دون أن تستهلك في التفاعل نفسه.
• مساحة السطح: في التفاعلات التي تتضمن مواد صلبة، تزيد مساحة السطح من سرعة التفاعل.

مع مرور الوقت، يقل معدل التفاعل عادةً بسبب تناقص كمية المواد المتفاعلة.

المصادر