قانون سرعة التفاعل

سرعة التفاعل

سرعةُ التفاعل هو عبارةٌ عن التغيير في تركيز الموادّ المتفاعلة، أو الناتجة في وحدةِ الزمن، حيث يزيدُ تركيز الموادّ الناتجة، ويقلّ تركيز الموادّ المتفاعلة مع مرور الزمن بناءً على قانون حفظِ المادة. سنتحدّثُ في هذا المقال عن قانون سرعة التفاعل، والعوامل المؤثّرة عليها.

قانون سرعة التفاعل

عبارة عن علاقة رياضيّة بين سرعة التفاعل، وتركيز الموادّ المتفاعلة، والحافز إن وجد، على سبيل المثال، في التفاعل الافتراضيّ التالي: 2A + 3B ___> D + 3C، حيث تكونُ الصيغة العامة لقانون سرعة التفاعل للموادّ المتفاعلة والناتجة في الحالة الغازيّة:

• سرعة التفاعل= ثابت التفاعل × تركيز المواد المتفاعلة
• سرعة التفاعل= ثابت التفاعل ×[A] × [B]= ثابت التفاعل × (B)3 × 2(A)،

• يرمز لثابت التفاعل بالرمز K، ويعتمد على طبيعة المواد المتفاعلة ودرجة الحرارة.
• الأرقام 2،3 يتمّ إيجادها من المعادلة، وهي أرقام غير ثابتة، إنّما لتوضيح المعادلة، وهي تدلّ على رتبة التفاعل.

العوامل المؤثرة على سرعة التفاعل

• طبيعة الموادّ المتفاعلة، حيث تعتمدُ سرعة التفاعل على عددٍ المواد الداخلة في التفاعل، وطبيعتها، وتتحرّك المواد الصلبة بسرعة أقلّ من المواد السائلة، كما تتحرّك المواد السائلة بسرعة أقلّ من الجزئيات الغازيّة.
• تركيز الموادّ المتفاعلة، حيث تزدادُ سرعة التفاعل مع زيادة تركيز الموادّ المتفاعلة، نتيجةً لزيادة حركة الجزيئات وزيادة التصادم فيما بينها.
• الضغط، حيثُ يزداد معدّلُ تفاعل الغازات، مع زيادة الضغط، عند طريق زيادة تركيز الغاز.
• درجة التفاعل، تُحدّدُ درجة التفاعل بناءً على تركيز وضغط الموادّ المتفاعلة.
• درجة الحرارة، تزدادُ سرعة التفاعل، مع ازدياد درجة الحرارة، بفعل زيادة عدد الجزئيات المتصادمة، حيث تعملُ درجة الحرارة على زيادة طاقة التنشيط في التفاعل.
• المذيبات، حيث تتأثّرُ سرعة التفاعل بطيعة السائل المذيب.
• المحفّزات، تزداد سرعة التفاعل بوجود العامل المساعد، حيث يعمل على تسريع التفاعل في الاتجاه الأماميّ والاتجاه العكسيّ.

كيفية حساب سرعة التفاعل

• مثال، في التفاعل الآتي: A + B ___> D + C، كان تركيز المادة A الابتدائيّ والثانوي 1×10-2 مول/ لتر، بينما تركيز المادة B، فكان التركيز الابتدائي 1*10-2، والثانوي 2*10-2، وكانت سرعة التفاعل الابتدائيّ 1.5*10-3، والثانوي 3.0*10-3 مول/لتر.ث.
• الحلّ، نلاحظ أنّ تركيز المادة A ظل ثابتاً، بينما ارتفع تركيز المادة B إلى الضعف، إذاً صيغة قانون سرعة التفاعل تكون بالشكل التالي:

• سرعة التفاعل= ثابت التفاعل × تركيز المادة A × تركيز المادة B
• سرعة التفاعل= K × (A(1 × (B)2
• حيث 1 رتبة الفاعل بالنسبة للمادة A، و2 رتبة التفاعل بالنسبة للمادة B، وعن طريق جمع رتبة التفاعل للموادّ المتفاعلة، نحصل على رتبة التفاعل الكليّة، حيث إنّ رتبة التفاعل في المثال السابق هي: (1+2=3)، إذاً التفاعل من الرتبة الثالثة.