العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل الكيميائي من العوامل التي يتم دراستها باسم الحركة الكيميائية، وتتأثر سرعة التفاعلات الكيميائية مع تغيير الظروف التي يتم فيها التفاعل الكيميائي، ويتم قياس سرعة التفاعل الكيميائي من خلال حساب عدد المولات المتفائلة والتي قد تختفي خلال مدة زمنية محددة، كما يتم حساب سرعة التفاعل من خلال قياس نسبة المواد المتفاعلة الناتجة خلال مدة محددة من بدء التفاعل، وفيما يلي عبر موقع البلد سو نتعرف على مزيد من التفاصيل.
سرعة التفاعلات الكيميائية
سرعة التفاعلات الكيميائية من التصنيفات الهامة في تصنيف التفاعلات الكيميائية، ويتم تقسيم التفاعلات الكيميائية من حيث سرعتها إلى:
- تفاعلات سريعة جدًا: وهي التي تحدث في وقت سريع وقصير جدًا، وتنتج نواتج التفاعلات بشكل سريع ومن أمثلتها تفاعل أو انفجار مادة البارود.
- تفاعلات سريعة: هي تفاعلات تحدث خلال سرعة متوسطة نسبيًا، وتحتاج إلى وجود بعض العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل الكيميائي، أو التي تساعد على حدوث التفاعل مثل التفاعل الذي ينتج عنه صدأ الحديد.
- تفاعلات بطيئة: هي التفاعلات التي تأخذ وقت طويل من أجل تفاعل العناصر التي تدخل في التفاعل الكيميائي، ومن الأمثلة عليها تفاعل الزيت مع الماء.
- تفاعلات بطيئة جدًا: هي التفاعلات البطيئة جدًا والتي قد تأخذ سنوات حتى تتفاعل عناصر التفاعل الكيميائي مع بعضها.
العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل الكيميائي
تعتمد التفاعلات الكيميائية على تكسير الروابط الكيميائية الموجودة بين جزيئات العنصر من أجل التفاعل وتكوين روابط كيميائية جديدة بالاتحاد مع العناصر الأخرى، حيث تكون الروابط الجديدة التي تم تكوينها مختلفة في الصفات الكيميائية والفيزيائية عن الروابط القديمة.
من خلال دراسة سرعة التفاعلات الكيميائية المختلفة، هناك العديد من العوامل التي تؤثر في سرعة التفاعلات الكيميائية ومن أهمها:
طبيعة المواد المتفاعلة
- تختلف سرعة التفاعلات الكيميائية باختلاف طبيعة المواد المشتركة في هذه التفاعلات من خلال الاعتماد على الصفات المميزة للمواد المتفاعلة والمواد الناتجة من التفاعل الكيميائي.
- طبيعة المواد المتفاعلة من أهم العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل الكيميائي، حيث يحدث التفاعل مع وجود تصادم واحتكاك بين جزيئات عناصر التفاعل، وكلما كانت المواد المتفاعلة معقدة وكبيرة الجزيئات كلما قلت فرصة تفكيك الجزيئات وبالتالي يكون التفاعل بطيئًا.
يرشح لك موقع البلد قراءة: العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي وأنواعه
تركيز المواد المتفاعلة
- كلما زاد تركيز المواد التي تدخل في التفاعل الكيميائي كلما زادت سرعة التفاعل الكيميائي، حيث تكون المواد قوية بالقدر الكافي اللازم لحدوث تصادم الجزيئات والأيونات مع زيادة التركيز والتقارب الشديد بينها، وبالتالي تظهر نواتج التفاعل بشكل أسرع.
- يعتمد على قياس تركيز المواد على قياس عدد الجزيئات الموجودة في وحدة معينة من حجم المواد المتفاعلة، فعلى سبيل المثال عندما تقوم بحرق قطعة من الخشب داخل الغرفة قليلة الأكسجين سوف تحترق ببطء، بينما تحترق أسرع في مكان يكون الهواء فيه يحتوي على تركيز أعلى للأكسجين.
درجة الحرارة أثناء التفاعل
- زيادة الحرارة تساعد على زيادة طاقة المواد المتفاعلة ولذلك فإنه كلما زادت درجة الحرارة كلما زادت الطاقة الموجودة داخل المواد المتفاعلة، وبالتالي تزداد سرعة حركتها وقدرتها على التصادم بين الجزيئات والأيونات المتفاعلة، مما قد ينتج عنه مواد ناتجة بنسبة أكبر.
- من العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل الكيميائي، ومع زيادة درجة حرارة المواد الداخلة في التفاعل الكيميائي بمقدار عشر درجات يضاعف من سرعة التفاعل الكيميائي مرتين، وهذه الفكرة شاملة لمعظم التفاعلات الكيميائية.
- درجة الحرارة من العوامل التي تؤثر في كسر الروابط الكيميائية بين جزيئات المواد المتفاعلة مما يسهل وجود الطاقة الحركية اللازمة لتمام التفاعل بين جزيئات عناصر التفاعل الكيميائي المختلفة، حيث يساهم في حدوث رد الفعل اللازم للتصادم فيما بينها.
مساحة سطح التفاعل في التفاعلات متباينة الخواص
- المقصود بالتفاعل المتباين الخواص هو الذي تختلف فيه صفات وخصائص المواد المتفاعلة مثل المواد الصلبة والغازية أو السائلة، حيث أن سطح المادة الصلبة هو السطح الذي يتم عليه التفاعل الكيميائي، ويتم تحديد كمية أو عدد جزئيات التفاعل من خلال تحديد مساحة هذا السطح.
- يتم تحديد عدد جزيئات المواد المتفاعلة من خلال تحديد حجم الدقيقة الصلبة، وبالتالي فإن العلاقة تكون طردية، فمع زيادة حجم مساحة السطح تزيد سرعة التفاعل الكيميائي، وكلما قلت مساحة سطح التفاعل تقل السرعة.
- على سبيل المثال إذا قمت بحرق قطعة كبيرة من الفحم سوف تستهلك وقت كبير في إشعالها، بينما عندما تقوم بتفتيت الفحم الى قطع صغيرة سوف يكون احتراق قطع الفحم الصغيرة أسرع.
لمزيد من الإفادة يمكنك معرفة: ما هي الكثافة وما هو قانون الكثافة واهميتها والعوامل المؤثرة فيها
عامل التحريك
- زيادة الحركة من العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل الكيميائي، حيث أن القدرة على تحريك المواد المتفاعلة يساعد على سرعة التصادم بين الجزيئات والأيونات وبالتالي تزيد من سرعة التفاعل وتفكيك الروابط بين الجزيئات والحصول على نواتج جديدة من التفاعل.
تأثير ضغط التفاعلات الغازية
- يعد ضغط التفاعلات الغازية بمثابة نفس تأثير تركيز عناصر التفاعل الكيميائي، حيث أنه كلما زاد ضغط تفاعلات الغازات كلما زادت سرعة التفاعل، وذلك ناتج عن زيادة تصادم الجزيئات داخل المركب، بينما إذا كانت هذه المركبات معقدة فقد لا تحصل على السرعة المطلوبة للتفاعل.
العامل الحفاز أو المساعد ومدى تأثيره على سرعة التفاعل الكيميائي
- العامل الحفاز هو عبارة عن مادة تساعد على زيادة سرعة تفاعل الجزيئات والأيونات التي تدخل في التفاعل الكيميائي، بشرط ألا يتم استهلاك هذه المادة الحفازة داخل التفاعل، ودون أن تؤثر على نواتج التفاعل.
- العامل الحفاز من العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل الكيميائي، وهو مادة يتم دخولها في التفاعل ويمكن استرجاعها بعد انتهاء التفاعل الكيميائي، مما يتيح استخدامها في تفاعلات كيميائية أخرى.
- تساعد طاقة التنشيط التي يمتلكها هذا العامل الحفاز على زيادة سرعة التفاعل الكيميائي، مما يساعد في تقليل كمية الطاقة التنشيطية أو المستهلكة من أجل إتمام التفاعل الكيميائي، ولكن بشرط ألا تؤثر هذه المادة الفعالة في نواتج التفاعل الكيميائي.
- من أبرز أنواع المواد المحفزة في التفاعلات الكيميائية هي اللافلزات مثل الرصاص والببتيد، ويتم استخدامها بالتحديد في إتمام التفاعلات بين المواد متباينة الخواص، مثل تفاعلات الهدرجة.
كما ندعوك للتعرف على مزيد من المعلومات من خلال: العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي وأنواعه
خصائص التفاعلات الكيميائية
هناك بعض الخصائص التي تنتج عن التفاعلات الكيميائية مما يؤكد نجاح التفاعل الكيميائي بين الجزيئات والأيونات المختلفة للمواد المتفاعلة كالتالي:
- تغير اللون: ينتج هذا النوع من التفاعلات عن تفاعل مادتين مختلفتين فيؤدي بالتالي إلى ظهور لونًا جديدًا، وذلك من خلال تفاعل لون المواد القديم مع الذرات التي تم إضافتها من اللون الجديد، مما يؤكد حدوث التغيرات الكيميائية أو الفيزيائية للمركبات الناتجة من التفاعل.
- تشكل الرواسب: الرواسب هي عبارة عن مواد كيميائية تظل موجودة أو عالقة داخل المحلول الكيميائي بعد إتمام التفاعل بين العناصر الكيميائية التي دخلت في التفاعل الكيميائي بنجاح.
- انطلاق الغاز: ينطلق الغاز في نهاية التفاعل الكيميائي بين بعض العناصر الكيميائية، مما يؤدي إلى انبعاث هذا الغاز واختلاطه مع ذرات الهواء المحيط، وتعتمد ملاحظة هذا الغاز على مدى كثافته وفترة استمرار وجوده وتأثيره على ذرات الهواء المحيط بوسط التفاعل.
ويمكن التعرف على مزيد من التفاصيل من خلال: اسهامات الكيميائيين في تعرف خصائص الاحماض والقواعد
في النهاية، نرجو أن نكون قد قدمنا المعلومات الكافية عن مجموعة العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل الكيميائي، ومدى تأثير هذه العوامل في تحفيز وتنشيط جزيئات عناصر التفاعل الكيميائي مما يساعد على تفكيك الروابط الكيميائية الموجودة بينها، وبالتالي يسمح بإنشاء روابط كيميائية جديدة تختلف من حيث الخواص الفيزيائية والكيميائية للمركبات الأساسية، كما أن هناك بعض الخصائص التي توضح نجاح التفاعل الكيميائي من خلال تكوين الرواسب أو انبعاث الغازات وتغير لون النواتج.
