معدل التفاعل هو كمية تعبر عن عدد التفاعلات الكيميائية التي تحدث لكل وحدة زمنية. يعبر معدل التفاعل عن مولارية المذاب في التفاعل الناتج في الثانية من التفاعل.
عندما تريد حرق الخشب. نحتاج إلى قطع الشجرة لتنظيفها إلى قطع من الخشب.
يهدف هذا إلى تسهيل معدل تفاعل الاحتراق. بالإضافة إلى ذلك ، فإن إضافة صودا الخبز إلى العجين يساعد أيضًا على تفاعل العجين بسهولة أكبر.
أي أن هناك معدلًا يحدد ما إذا كان التفاعل الكيميائي سريعًا أم بطيئًا. لمزيد من التفاصيل ، ضع في اعتبارك الشرح التالي.
تعريف معدل التفاعل
يوضح معدل التفاعل أو سرعة التفاعل عدد التفاعلات الكيميائية التي تحدث لكل وحدة زمنية.
يعبر معدل التفاعل عن مولارية المذاب في التفاعل الناتج في الثانية من التفاعل.
المولارية هي مقياس لعدد مولات المذاب في لتر واحد من المحلول الذي يُشار إليه بـ [X].
بناءً على الفهم أعلاه ، نفترض وجود معادلة كيميائية.
aA + bB → cC + dD
أ ، ب ، ج ، د هي معاملات تفاعل ، و أ ، ب ، ج ، د هي المواد المشاركة في التفاعل ، [أ] ، [ب] ، [ج] ، [د] تمثل تركيز المادة- هذه المواد. يتم تحديد معدل التفاعل في النظام
بمرور الوقت سينخفض عدد الجزيئات المتفاعلة A و B ويزداد عدد جزيئات المنتج C و D.
علاوة على ذلك ، ينص قانون معدل التفاعل على معادلة توضح العلاقة أو العلاقة بين معدل تفاعل معين وتركيز المادة المتفاعلة.
صيغ ومعادلات معدل التفاعل
وفقًا للمعادلة الكيميائية أعلاه ، يكون قانون معادلة معدل التفاعل كما يلي:
ملاحظات :
v = معدل التفاعل
k = ثابت معدل التفاعل
س = ترتيب رد الفعل بالنسبة إلى أ
y = ترتيب رد الفعل بالنسبة لـ B
x + y = ترتيب التفاعل الكلي
في هذه الحالة ، يتم تحديد قيم ثوابت المعدل k وقيم x و y بشكل تجريبي ، وليس بناءً على المعاملات المتكافئة لمعادلة التفاعل المكافئ.
في معدل التفاعل ، توجد نظرية يمكن أن تفسر ذلك تسمى نظرية الاصطدام. وفقًا لهذه النظرية ، يمكن أن تحدث التفاعلات الكيميائية بسبب تصادم الجسيمات.
اقرأ أيضًا: حيوانات الزواحف: الخصائص والأنواع والأمثلة (يمكن الحفاظ عليها)تنص نظرية الاصطدام على أنه عندما تصطدم جسيمات التفاعل المقابلة مع بعضها البعض ، فإن نسبة معينة فقط من الاصطدام تسبب تغيرًا كيميائيًا حقيقيًا أو مهمًا.
يسمى هذا التغيير الناجح تصادمًا ناجحًا. يمتلك التصادم الناجح طاقة كافية ، تُعرف أيضًا باسم طاقة التنشيط ، في وقت الاصطدام لكسر الروابط الموجودة مسبقًا وتشكيل جميع الروابط الجديدة.
ينتج عن هذا منتج التفاعل. زيادة تركيز الجسيمات المتفاعلة أو رفع درجة الحرارة ، مما يؤدي إلى مزيد من التصادمات وبالتالي تصادمات أكثر نجاحًا ، مما يزيد من معدل التفاعل.
العوامل المؤثرة
يسمح لنا هذا العامل بالتحكم في معدل التفاعل ، أي أنه يبطئ التفاعلات غير المرغوب فيها ويزيد من معدل التفاعلات المواتية.
فيما يلي العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل ، من بين أمور أخرى:
- التركيز ، كلما زاد التركيز ، ستكون التصادمات بين الجزيئات أكثر تكرارا وسيحدث التفاعل بشكل أسرع.
- مساحة سطح مستوى اللمس ، كلما زادت مساحة سطح الجسيمات ، زاد تردد الاصطدام ، بحيث يمكن أن يحدث التفاعل بشكل أسرع.
- درجة الحرارة ، سيكون معدل التفاعل أسرع عندما ترتفع درجة الحرارة.
- المحفز هو مادة يمكنها تسريع معدل التفاعل عن طريق تقليل طاقة التنشيط.
مثال على مشكلة معدل التفاعل
مثال 1
في الغرفة بحجم 2 لتر ، يتم إدخال 4 مولات من غاز HI والتي تتحلل بعد ذلك إلى غازات H 2 و I 2 .
بعد 5 ثوانٍ ، يوجد 1 مول من غاز H 2 في الغرفة . تحديد معدل التفاعل من H 2 تشكيل الغاز ومعدل التفاعل التحلل من الغاز مرحبا، على التوالي.
المحلول:
مثال 2
يستغرق التفاعل الكيميائي الذي يحدث عند 30 درجة مئوية 40 ثانية. كل زيادة في درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية ، سيكون التفاعل أسرع مرتين من ذي قبل. كم من الوقت سيستغرق إذا ارتفعت درجة الحرارة إلى 50 درجة مئوية.
اقرأ أيضًا: الفكرة الرئيسية / الفكرة الرئيسية هي ... (التعريف والأنواع والخصائص) كاملةالمحلول:
مثال 3
إذا كان في تفاعل N 2 + H 2 → NH 3 ، يتم التعبير عن معدل التفاعل المعتمد على N 2 على أنه xN وبناءً على H 2 يتم التعبير عنه كـ xH ، فإن المعادلة الصحيحة هي ...
المحلول:
إذن ، معادلة التفاعل الصحيحة لوصف التفاعل هي xN = xH.