والمقصود بمعدل التفاعلات الكيميائية هو المعدل الذي يتغير به تركيز المواد المتفاعلة، أو التغير في نواتج التفاعل لكل وحدة زمنية. إنها الزيادة في تركيز المنتجات مع مرور الوقت. وفقا لقانون معدل السرعة، هناك علاقة عكسية بين تركيز المواد الناتجة وتركيز المواد المتفاعلة. كلما زاد تركيز المواد الناتجة، انخفض تركيز المواد. تشارك في التفاعل، وفي هذا المقال سنتعرف على تفاصيل حول معدل التفاعلات الكيميائية وقانون التفاعل والعوامل التي تؤثر على معدل التفاعل.
تعريف معدل التفاعلات الكيميائية
والمقصود بمعدل التفاعل الكيميائي أو معدل التفاعل هو المعدل الذي ينخفض به أحد المواد المتفاعلة أو زيادة تركيز إحدى المواد الناتج عن التفاعل خلال فترة زمنية محددة.
على سبيل المثال، في التفاعل (H2+ I2 → 2 HI)، تحدث زيادة في تركيز يود الهيدروجين (HI)، بينما ينخفض تركيز اليود وتركيز الهيدروجين المشاركين في التفاعل. ويفسر ذلك لأنه مع مرور الوقت، كلما استغرق التفاعل الكيميائي وقتًا أطول، انخفض معدل تركيز المواد المتفاعلة، كما انخفض معدل التفاعل، كما زاد تركيز النواتج.
قانون معدل التفاعل
قانون التفاعل الكيميائي هو التغير في تركيز المواد المتفاعلة مع مرور الوقت. يتناقص تركيز المواد المتفاعلة ويزداد تركيز المواد الناتجة مع سير التفاعل ومرور الزمن، بينما تتغير سرعة التفاعل فقط مع تغير تركيز المواد المتفاعلة.
إقرأ أيضا:بحث عن الحذف والزيادة في اللغة العربية 2025وهذا يعني أن معدل التفاعل لا يرتبط بتركيز المواد الناتجة. يشرح قانون المعدل العلاقة بين معدل التفاعل وتركيز المواد المتفاعلة، ويتم تمثيله رياضياً بالشكل A + B → C
سرعة رد الفعل =
التغيير في التركيز / التغيير مع مرور الوقت
معدل تفاعل المادة A = التغير في تركيز المادة A / التغير بمرور الوقت
معدل تفاعل المادة ب = التغير في تركيز المادة ب / التغير مع الزمن
معدل تفاعل المادة C = التغير في تركيز المادة C / التغير مع الزمن
معدل التفاعل = التغير في تركيز المادة أ / التغير في الزمن = التغير في تركيز المادة ب / التغير في الزمن = التغير في تركيز المادة ج / التغير في الزمن.
مثال على سرعة التفاعل الكيميائي
التفاعل الكيميائي لأكسيد الأمونيا هو 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O، مما يعني أن معدل N2 هو 0.27 مول/لتر في الثانية، ومعدل تكوين الماء هو التغير في تركيز H2O = التغير في تركيز N2 هو يساوي 6/2 × (N2) يساوي 3 × 0.27 = 0.81 مول/لتر في الثانية.
إقرأ أيضا:وجه الاختلاف بين المربع والمعين والفرق بينهم 2025
أنظر أيضا: آثار التفاعلات الكيميائية على البيئة
العوامل التي تؤثر على سرعة التفاعل الكيميائي
هناك مجموعة من العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل الكيميائي، ويساهم كل منها في زيادة التصادم بين الجزيئات، مما يؤدي إلى زيادة معدل التفاعلات الكيميائية. ، فهو يقلل من معدل التفاعل الكيميائي. العوامل هي:
درجة حرارة
الكلمات: كلما ارتفعت درجة الحرارة، زاد معدل التفاعل. تعتبر درجة الحرارة معيارًا للطاقة الحركية للنظام. صعوده وارتفاعه يعني زيادة في متوسط الطاقة الحركية للجزيئات.
مما يؤدي إلى تصادم لكل وحدة زمنية. كما أن هناك قاعدة عامة يمكن تطبيقها على جميع التفاعلات الكيميائية، وهي:
ويتضاعف معدل التفاعل لكل 10 درجات مئوية من الحرارة، وكما أن هناك مواد كيميائية تغير طبيعتها عند درجة حرارة معينة فإن التفاعل يتباطأ أو يتوقف تماما.
الضغط
زيادة الضغط تزيد من احتمالية التصادم بين المواد، مما يزيد من معدل التفاعل، ويعتبر عامل الضغط من أهم العوامل في تفاعل الغازات.
إقرأ أيضا:بحث عن التبرير الاستقرائي والتخمين 2025
تركيز المواد المتفاعلة
تتناسب سرعة التفاعل طرديا مع تركيز المواد المتفاعلة. كلما زاد تركيز المواد المتفاعلة، زادت فرصة الاصطدام بينها، مما يؤدي إلى معدل تفاعل أسرع. عند إشعال قطعة من الفحم في مكان معين بنسبة أكسجين 15%، فإن معدل التفاعل يكون أقل وأبطأ منه عند حرقها في الهواء الطلق.
طبيعة المواد المتفاعلة
تؤثر طبيعة المواد على سرعة التفاعل، مما يعني أن كل مادة لها خصائص مختلفة في تكوين الروابط والجزيئات، والحالة التي تكون عليها المادة سواء كانت سائلة أو غازية أو صلبة.
يؤثر على سرعة التفاعل: فمثلاً إذا تركنا قطعة حديد في الهواء فإن تفاعلها يختلف عن تفاعل قطعة الصوديوم.
سطح
تنص القاعدة على أنه كلما كانت مساحة السطح المعرضة للتفاعل أكبر، كان التفاعل أسرع. مثال على ذلك هو أنه عندما تشعل قطعة كبيرة صلبة من الفحم بعود ثقاب، فقد لا تحترق. ومع ذلك، إذا تم تقسيم قطعة الفحم إلى قطع صغيرة، يمكن لعود الثقاب أن يشعل كل الفحم المسحوق.
المواد المحفزة
يمكن للمحفزات أن تحد أو تزيد من طاقة التنشيط للتفاعل الكيميائي دون استهلاكها. كما أنها تعمل على زيادة التفاعل الكيميائي عن طريق زيادة التصادم بين المواد المتفاعلة نتيجة تغير اتجاه المواد المتفاعلة وتقليل الرابطة بين الجزيئات المتفاعلة.
انصهار
يساعد خلط المواد على زيادة معدل التفاعل الكيميائي، نتيجة دمج المواد الداخلة في التفاعل.
الضوء
يساعد الضوء على زيادة التفاعل الكيميائي للمواد الحساسة للضوء. تزيد الأطوال الموجية من طاقة التفاعلات الكيميائية. يعتبر البوليسترين حساسًا للأشعة فوق البنفسجية، مما يؤدي إلى زيادة معدل التفاعل حيث يكسر الضوء روابط الجزيئات.
أنظر أيضا: بحث في الكيمياء والمادة
وبهذا نكون قد وصلنا إلى نهاية مقال بحثي عن معدل التفاعلات الكيميائية، تعلمنا من خلاله تعريف معدل التفاعل وقانون معدل التفاعل، كما عرضنا بالتفصيل العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل.