العلوم الفيزيائية — الكيمياء: السرعة الحجمية للتفاعل وعوامل التأثير — الثالثة ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

العلوم الفيزيائية — الكيمياء: السرعة الحجمية للتفاعل وعوامل التأثير

المحتوى العلمي

السرعة الحجمية للتفاعل الكيميائي هي مقدار التغير في التركيز المولي لواحد من المتفاعلات أو النواتج في وحدة الزمن وحجم التفاعل. تتأثر سرعة التفاعل بعدة عوامل منها: تركيز المتفاعلات (تزداد السرعة بزيادة التركيز) ودرجة الحرارة (تزداد السرعة بارتفاعها وفق قانون أرهينيوس) ووجود العوامل الحفازة (تخفض طاقة التنشيط) ومساحة سطح التلامس للمواد الصلبة. قانون أرهينيوس يربط ثابت السرعة K بدرجة الحرارة T وطاقة التنشيط Ea: K = A.exp(-Ea/RT). يمكن متابعة تطور التفاعل بتعيين تراكيز المتفاعلات والنواتج عند لحظات زمنية مختلفة باستخدام طرق فيزيائية (قياس الناقلية، قياس الضغط) أو طرق كيميائية (المعايرة). مثال: في تفاعل تحلل H2O2 يمكن متابعة تقدم التفاعل بقياس حجم غاز الأكسجين المنطلق مع الزمن.

أمثلة تطبيقية

مثال: تفاعل A يتحول إلى B. تم قياس تركيز A عند زمن t=0s فكان 0.5 مول/لتر وعند t=60s كان 0.3 مول/لتر. السرعة الحجمية المتوسطة = (0.5-0.3)/60 = 0.0033 mol/L/s. بارتفاع درجة الحرارة تزداد الطاقة الحركية للجزيئات مما يزيد من عدد التصادمات الفعالة وبالتالي تزداد سرعة التفاعل.

تمارين

التمرين الأول: تفاعل A-B تمت متابعته: عند t=0s, [A]=0.5M; عند t=60s, [A]=0.3M. احسب السرعة الحجمية المتوسطة.
التمرين الثاني: فسر لماذا تزداد سرعة التفاعل بارتفاع درجة الحرارة باستخدام قانون أرهينيوس.
التمرين الثالث: كيف يؤثر استخدام عامل حفاز على طاقة التنشيط؟