علم وعلماء

سرعة التفاعلات الكيميائية

سرعة التفاعلات الكيميائية (بالإنجليزية: reaction rate) هو مصطلح يشير لمعدل تغير تركيز المتفاعلات في وحدة الزمن، وتتأثر هذه القيم بالعديد من المتغيرات والعوامل التي تتعلق بالمواد المتفاعلة والوسط المحيط للتفاعل وطبيعة ونوع التفاعل، ووجود العوامل المساعدة من عدمه، بالإضافة للعديد من الأمور الأخرى كقيم الضغط وتحريك المتفاعلات.

 

سرعة التفاعلات الكيميائية وتعريفها

تحدث التفاعلات الكيميائية عندما يتم كسر الروابط الكيميائية للذرات في المادة من أجل إنتاج روابط جديدة لتُكون مادة مختلفة في صفاتها الفيزيائية و الكيميائية عن المواد المتفاعلة الاصلية فيه، وتُقسم هذه المواد إلى:

 

  • المواد التي تدخل في تفاعل كيميائي وتُسمى المتفاعلات (بالإنجليزية: reactants).
  • المواد الناتجة من التفاعلات وتُسمى المنتجات (بالإنجليزية: products).

و لتوضيح طريقة التفاعل بين المتفاعلات و النواتج يتم رسم سهم بين المواد المتفاعلة والناتجة للإشارة إلى إتجاه التفاعل الكيميائي، و على سبيل المثال تفاعل تحلل بيروكسيد الاكسجين (بالإنجليزية: hydrogen peroxide) يكون:

 

2H²O² (hydrogen peroxide) → 2H²O (water) + O² (oxygen)

ويتم وضع أرقام في المعادلة الكيميائية تُسمى بالمعاملات (بالإنجليزية: coefficients) وتدل هذه الأرقام على عدد الجزيئات من المادة التي تشارك في التفاعل، ويتم وضع عدد ذرات كل عنصر على جانبي المعادلة وهذا ما يُعرف بقانون حفظ المادة (بالإنجليزية: law of conservation) والذي ينص على أنه لا يتم أستحداث او تدمير ذرات على مدار التفاعل الطبيعي.

 

تحديد سرعة التفاعلات الكيميائية

تختلف سرعة التفاعلات الكيميائية عن بعضها فمنها ما تحدث تفاعل بشكل سريع وبوقت قصير كإنفجار البارود ومنها تفاعلات قد تحتاج إلى وقت طويل وهذا يعتمد على عدة عوامل تحدد سرعة التفاعل الكيميائي و هي:

 

  • طبيعة المواد المتفاعلة
  • حجم الجزيئات في المتفاعلات
  • تركيز المواد المتفاعلة
  • ضغط المواد المتفاعلة الغازية
  • درجة الحرارة
  • المحفزات

انواع التفاعلات الكيميائية

هنالك أعداد كبيرة لانواع التفاعلات الكيميائية، ولكن هناك تفاعلات رئيسية يمكن تصنيفها كالتالي:

 

  • تفاعلات الأكسدة: (بالإنجليزية: Oxidation-Reduction Reaction)، وفيه يتم تغيير أعداد أكسدة الذرات، قد تتضمن تفاعلات الأكسدة والاختزال نقل الإلكترونات بين الأنواع الكيميائية، عند حدوث هذا التفاعل بين مركبين تزداد شحنة العنصر المُرجع بسبب فقدانه للإلكترون السالب في حين يكتسب العنصر المؤكسد شحنة سلبية عند التقاطه لذلك الإلكترون مشكلين بذلك عنصر سالب وأخر موجب يتجاذبان مع بعضهما ليكونا مركباً واحد.
  • تفاعلات الاتحاد: (بالإنجليزية: Direct Combination Reaction) وفيه يتحد نوعان أو أكثر من المواد الكيميائية لتشكيل منتج أكثر تعقيداً و يعتبر مزيج الحديد والكبريت لتكوين كبريتيد الحديد (II) مثالاً على تفاعلات الاتحاد.
  • تفاعلات التحلل: (بالإنجليزية: Chemical Decomposition or Analysis Reaction) وفيه يتم تقسيم المركب إلى أنواع كيميائية أصغر، و يعتبر التحليل الكهربائي للماء في الأكسجين وغاز الهيدروجين مثال على تفاعلات التحليل.
  • تفاعلات الاستبدال الفردية: (بالإنجليزية: Single Displacement or Substitution Reaction) يتميز تفاعل الاستبدال أو الإزاحة المفردة بعنصر واحد يتم إزاحته من مركب بعنصر اخر، و كمثال على تفاعل الاستبدال يحدث عندما يتحد الزنك مع حمض الهيدروكلوريك.
  • تفاعلات الاستبدال الثنائية: (بالإنجليزية: Metathesis or Double Displacement Reaction) وفيه يتبادل مركبين روابط أو أيونات من أجل تكوين مركبات مختلفة، و مثال على تفاعلات الإستبدال الثنائية يحدث بين كلوريد الصوديوم ونترات الفضة لتشكيل نترات الصوديوم وكلوريد الفضة.
  • تفاعلات القاعدة الحمضية: (بالإنجليزية: Acid-Base Reaction) وهو نوع من تفاعل الاستبدال الثنائية الذي يحدث بين الحمض والقاعدة.
  • تفاعلات الاحتراق: (بالإنجليزية: Combustion Reaction) وهو نوع من تفاعلات الأكسدة والاختزال تتحد فيه مادة قابلة للاشتعال مع مؤكسد لتكوين منتجات مؤكسدة وتوليد حرارة.
  • تفاعلات الأزمرة: (بالإنجليزية: Isomerization) وفيه يتم تغيير الترتيب الهيكلي للمركب ولكن تكوينه الذري الصافي يبقى كما هو.

 

تصنيف التفاعلات الكيميائية

يصنف الكيميائيون التفاعلات بعدة طرق وحسب طريقة التفاعل فمن الممكن أن تصنف حسب نوع المواد الناتجة أو حسب نوع المواد المتفاعلة أو حسب نتائج التفاعل أو حسب آلية التفاعل ويمكن تلخيص تصنيف التفاعلات الكيميائية وفقاً لـلآتي:

  • نوعية المواد الناتجة
  • نوعية المواد المتفاعلة
  • نتائج التفاعل

عندما يُفهم علم الكيمياء والتفاعلات ستختلف النظرة الى الشمس كونه مجرد نجم كبير مضيء وأنه في الحقيقة نجم يحوي ملايين التفاعلات الكيميائية لتصنع الحرارة و الضوء، حتى أن عملية تناول الطعام تتم بحدوث العديد من العمليات الكيميائية داخل الجسم، ولأجل ذلك على الجميع إدراك أهمية الكيمياء لإن كل ما يدور في الكون متعلق نوعاً ما بالتفاعلات الكيميائية.

 

السابق
ذكرى وفاة مخترع وحدة قياس الكهرباء اندريه ماري امبير
التالي
رمز النشاط في السجل التجاري (الدليل الشامل لأهم الرموز)

اترك تعليقاً