سرعة التفاعلات الكيميائية وتقسيم التفاعلات الكيميائية حسب سرعتها

سرعة التفاعلات الكيميائية وتقسيم التفاعلات الكيميائية حسب سرعتها

سرعة التفاعلات الكيميائية حياتنا اليومية مليئة بالعديد من العمليات المتعلقة بالتفاعلات الكيميائية ، لأن العمليات البسيطة التي نجريها يومياً كالنوم ، والاستيقاظ ، والتنفس ، والأكل ، والمشي ، وغيرها ، هي مجموعة من الأشياء التي تنتج عن بعض التفاعلات الكيميائية ، وسوف نتعلم في هذا المقال. معًا ، زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية.

تفاعل كيميائي

  • يهدف التفاعل الكيميائي إلى كسر الروابط الكيميائية في المواد المتفاعلة لتوليد روابط جديدة في المواد الناتجة ، مما يؤدي إلى تكوين مواد جديدة تختلف في الخواص الكيميائية والفيزيائية.
  • تتضمن التفاعلات الكيميائية أيضًا تغيير ترتيب الذرات في الجزيئات الكيميائية لأنه في التفاعلات الكيميائية يمكننا أن نرى أن بعض الجزيئات تتحد بطرق أخرى لتشكيل شكل من مركب أكبر وأكثر تعقيدًا.
  • أو ، تحطيم المركبات لتشكيل جزيئات أصغر أو إعادة ترتيب الذرات في المركب ، ولكي تكون أكثر دقة ، غالبًا ما تتضمن التفاعلات الكيميائية تكسير أو تكوين روابط كيميائية.
  • بالإضافة إلى ذلك ، تلعب التفاعلات الكيميائية دورًا حيويًا وفعالًا في عملية التمثيل الغذائي للكائنات الحية وفي عملية التمثيل الضوئي للنباتات ، مما يوفر لنا العناصر الغذائية والأكسجين.

أنواع التفاعلات الكيميائية

هناك العديد من التفاعلات الكيميائية ، ولكن هناك تفاعلات كيميائية رئيسية مثل:

1- تفاعلات الأكسدة

في اللغة الإنجليزية ، تسمى تفاعلات الأكسدة (تفاعل الأكسدة والاختزال) ، وفي هذا التفاعل تتغير أعداد أكسدة الذرات ، وقد تتضمن تفاعلات الأكسدة انتقال الإلكترونات بين الأنواع الكيميائية المختلفة.

وعندما يحدث هذا التفاعل بين مركبين ، فإن هذا يتسبب في زيادة شحنة العنصر المرجعي بسبب فقدان الإلكترون السالب ، بينما يكتسب العنصر المؤكسد شحنة سالبة عندما يلتقط العنصر المؤكسد هذا الإلكترون ، والنتيجة هي أن عنصرين ، أحدهما سالب والآخر موجب ، يتشكلان ويجذبان بعضهما البعض لتكوين مركب. .

2- تفاعلات الاتحاد

في اللغة الإنجليزية ، يطلق عليهم اسم التفاعلات المركبة (تفاعل مباشر مختلط) وفي هذا التفاعل يتم دمج مادتين كيميائيتين أو أكثر لتشكيل منتج أكثر تعقيدًا.

مثال على التفاعل المركب هو خليط بين الحديد والكبريت لتكوين كبريتيد الحديدوز.

3- تفاعلات التحلل

تسمى تفاعلات التحلل التحلل الكيميائي أو تفاعل التحليل ، وفي هذا التفاعل ينقسم المركب إلى أنواع كيميائية أصغر.

تتضمن أمثلة تفاعلات التحلل التحليل الكهربائي للماء في الأكسجين وغاز الهيدروجين.

4- تفاعلات الاستبدال الفردي أو تفاعلات الاستبدال الفردي

تسمى تفاعلات التحلل بالإزاحة الفردية أو تفاعلات الاستبدال في اللغة الإنجليزية ، وتتميز تفاعلات الاستبدال أو تفاعلات الإزاحة الفردية بحقيقة أن أحد المكونات قد تم إزاحته من مركب إلى آخر.

أمثلة على تفاعلات الاستبدال الفردية أو تفاعلات الاستبدال الفردية هي اقتران الزنك بحمض الهيدروكلوريك.

5- تفاعلات الاستبدال المزدوجة

تسمى تفاعلات الاستبدال المزدوجة التبادل الكيميائي أو تفاعل الاستبدال المزدوج ، حيث يتم تبادل مركبين إلى روابط أو أيونات لتكوين مركبات مختلفة.

إنه مثال على تفاعل الاستبدال المزدوج الذي يحدث بين كلوريد الصوديوم ونترات الفضة لتكوين نترات الصوديوم وكلوريد الفضة.

6- التفاعلات الحمضية القاعدية

يسمى التفاعل الحمضي القاعدي في اللغة الإنجليزية تفاعل الحمض القاعدي هذا التفاعل هو نوع من تفاعل الاستبدال المزدوج الذي يحدث بين الحمض والقاعدة.

7- تفاعلات الاحتراق

يسمى تفاعل الاحتراق في اللغة الإنجليزية ، وهذا التفاعل هو نوع من تفاعل الأكسدة والاختزال حيث تتحد مادة قابلة للاشتعال مع عامل مؤكسد لتكوين منتجات مؤكسدة وتوليد الطاقة.

8- تفاعلات الأزمرة

تسمى في اللغة الإنجليزية تفاعلات الأزمرة (Isomerization) وفي هذه التفاعلات يتغير الترتيب الهيكلي للمركب لكن التركيب الذري الصافي يظل كما هو.

سرعة التفاعلات الكيميائية

يُطلق على معدل التفاعلات الكيميائية ، أو سرعة التفاعلات الكيميائية ، معدل تقدم التفاعل الكيميائي.

يتم التعبير عن معدل التفاعلات الكيميائية بتركيز المواد التي تحدث لكل وحدة زمنية أو تركيز المواد المتفاعلة المستهلكة لكل وحدة زمنية.

اقسم التفاعلات الكيميائية على معدلها

يمكن تقسيم التفاعلات الكيميائية حسب معدلها حسب:

1- التفاعلات التي تحدث في وقت قصير جدا

يتم تمثيل هذه التفاعلات في العديد من الأنواع مثل التفاعل الانفجاري وكذلك انفجار البارود وانفجار خليط الهيدروجين والأكسجين.

2- تفاعلات بطيئة نسبيًا

وتتمثل هذه التفاعلات في تفاعل الزيوت مع الصودا الكاوية.

3- ردود أفعال بطيئة للغاية تتطلب عدة أشهر

وتتمثل هذه التفاعلات في تفاعل الهواء مع الحديد لتكوين صدأ الحديد.

4- ردود أفعال بطيئة للغاية تدوم آلاف أو ملايين السنين

وتتمثل هذه التفاعلات في تكوين الزيت على الأرض.

ما هو قانون معدل التفاعل؟

يمكن التعبير عن قانون معدل التفاعل الكيميائي للمعادلة التالية (A + B → C) على النحو التالي:

  • معدل التفاعل = التغير في التركيز / التغيير في الوقت المناسب.
  • معدل تفاعل المادة أ = – التغير في تركيز المادة أ / التغير بمرور الوقت.
  • معدل تفاعل المادة ب = – التغير في تركيز المادة ب / التغير بمرور الوقت.
  • معدل تفاعل المادة C = – التغير في تركيز / تغير المادة C بمرور الوقت.
  • معدل التفاعل = – التغير في تركيز المادة “أ” / التغير في الوقت = – التغير في تركيز المادة “ب” / التغير في الوقت = – التغير في تركيز المادة “ج” / التغير بمرور الوقت.

العوامل المؤثرة في معدل التفاعل الكيميائي

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل الكيميائي وهذه العوامل هي كما يلي:

1- مدى تركيز المواد المتفاعلة

هناك علاقة وثيقة بين معدل التفاعل الكيميائي وتركيز المواد المتفاعلة ، فكلما زادت نسبة تركيز المواد المتفاعلة ، زاد معدل التفاعل الكيميائي بسبب عدد الجسيمات التي تصطدم في وحدة زمنية.

2- درجة الحرارة

نظرًا لوجود ارتباط بين درجة الحرارة ومعدل التفاعل الكيميائي ، تلعب درجة الحرارة دورًا رئيسيًا في زيادة الطاقة الحركية للجزيئات المتصادمة لكل وحدة زمنية ، حيث تزداد سرعة التفاعل الكيميائي مع زيادة درجة الحرارة.

3- بيئة التفاعل وطبيعة المتفاعلات

حيث أن معدل التفاعل الكيميائي يعتمد على البيئة التي يحدث فيها ، سواء أكان مائيًا أم عضويًا ، وما إذا كان قطبيًا ، وما إذا كان صلبًا أم سائلًا أم غازيًا.

4- وجود المحفزات

المحفزات أو المحفزات تقوم بعمل الإنزيمات مع محاولة تقليل طاقة التنشيط للتفاعل الكيميائي ومن ثم زيادة سرعة التفاعل الكيميائي بسبب زيادة عدد الجسيمات التي تصطدم بين المتفاعلات.

تحفز المحفزات أيضًا مسار التفاعل لتحقيق التوازن المطلوب بسرعة كبيرة.

5- الضغط

نظرًا لزيادة معدل التفاعل الكيميائي مع زيادة الضغط ، يعتبر الضغط أيضًا أحد العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل الكيميائي.

6- خلط الكواشف

يساعد خلط الكواشف مع بعضها البعض على زيادة قدرتها على التفاعل كيميائيًا وبالتالي زيادة سرعة التفاعل الكيميائي.

7- الإشعاع الكهرومغناطيسي والضوء الشديد

نظرًا لأن الإشعاع الكهرومغناطيسي هو أحد أنواع الطاقة ، فيمكنه تسريع معدل التفاعل ، كما يتسبب في فصل الروابط بين الذرات في الجزيئات أو إثارة الجسيمات ، مما يؤدي إلى تكوين مركبات وسيطة تساعدنا في تحقيق النتيجة المرجوة.

8- النظائر المشعة

حيث أن معدل التفاعل يختلف باختلاف النظير ، خاصة أن نسبة الهيدروجين أقل من كتلة الديوتيريوم.

9- مساحة السطح

يزداد معدل التفاعل مع زيادة السطح بسبب زيادة الجسيمات الصلبة المعرضة لمواد متفاعلة أخرى.

10 التقليب

من المعروف علميًا أن الخلط أو التحريك يزيد من معدل التفاعل ، خاصة عندما يتفاعل مادة صلبة مع السوائل.

التوازن الكيميائي

التوازن الكيميائي هو الحالة الديناميكية التي يكون فيها معدل التفاعل الأمامي مساويًا لمعدل التفاعل العكسي.

أي أنه لا يوجد تغيير واضح في مستوى تركيز المواد المتفاعلة والمنتج.

ظروف النظام الكيميائي أثناء التوازن

فيما يلي سنصف شروط وخصائص النظام الكيميائي الذي يتم تمثيله أثناء التوازن:

  • يجب إيقاف تشغيل النظام ، أي لا تخرج أي مادة من النظام ولا تدخل أي مادة أخرى.
  • التوازن هو عملية ديناميكية يحدث فيها تفاعل أمامي وخلفي.
  • معدل التفاعل الأمامي يساوي معدل رد الفعل العكسي.
  • لا يلزم أن تكون كمية المواد المتفاعلة والمنتج متساوية ، ولكن يجب أن تظل الكميات ثابتة بعد الوصول إلى التوازن.

في نهاية هذا المقال سنتحدث عن كل من التفاعلات الكيميائية ، أنواع التفاعلات الكيميائية ، معدل التفاعلات الكيميائية ، تقسيم التفاعلات الكيميائية حسب سرعتها ، ما هو قانون معدل التفاعل؟ ، العوامل المؤثرة في معدل التفاعل الكيميائي ، التوازن الكيميائي ، ظروف النظام الكيميائي. أثناء التوازن.