سرعة التفاعل الكيميائي

حياتنا هذهِ التي تدور في دوائر لاتنتهي ، بما تحتويه من تفاصيل تبدو بنظرنا روتينية ومملة ، النوم مثلا ، والاستيقاظ صباحاً ، والتنفس ، والتثاؤب ، والعطس ، وتناول الطعام ، والمشي ، ومقابلة صديق ، والضحك والبكاء ، بالرغم من أنها تبدو أموراً تافهة ، ولا تستغرق منَّا لحظة تفكير ، إلاَّ أنها في داخلها ، كوننا كاملاً من المعجزات الحيوية والكيميائية والفيزيائية ،فجميعها مبينه على تفاعلات كيميائية سريعة جداً ، وغاية في الدقيقة ،ومحسوبة بأجزاء من الثانية ، ولا تحدث إلا في موعدها المناسب ، أنَّ عالم التفاعلات الكيميائية عالم ملئء بالمتغريات المعقدة ، والتفاصيل المجهرية، التي لا يدركها إلا العلماء ، وأصحاب الخبرة وفي سياق الحديث عن التفاعلات الكيميائية فإنَّ أحد أهم التغيرات فيه ’ السرعة ! فما هي سرعة التفاعل الكيميائي ، وكيف يتم حسابها !؟ بعض التفاعلات الكيميائية تحتاج إلى عشرات السنين لتحدث وبعضها يحدث في أقل من دقيقة ، وهنا تظهر اهمية مفهوم سرعة التفاعل ، يندرج هذا الفهوم تحت مفهوم آخر وهو علم " الكنتيكا الكيميائية" أ] علم الحركة الكيميائية ويعرف بأنَّه .. التغير في تركيز المواد المتفاعلة أو الناتجة في وحدة الزمن . ويعبَّر عن تركيز المحاليل بوحدة المولارية ، و الغازات بوحدة الضغط الجوي . وتوجد مجموعة من العوامل المهمة التي ثؤثر في سرعة التفاعل الكيميائي وهي كالآتي : 1- طبيعة المواد المتفاعلة تختلف سرعة التفاعل الكيميائي وتتفوات بشكل كبير ، حسب طبيعة المواد الداخلة في التفاعل ، مثلا تفاعل مثل تكوين النفط يحتاج إلى آلاف السنوات . 2- تركيز المواد المتفاعلة ينتج التفاعل الكيميائي ببساطة عن طريق التصادمات التي تحدث بين جزيئات المواد المتفاعلى لتكوين النواتج وكلما كان عدد الجزيئات اكبر في وحدة المساحة ، تزيد احتمالية التصادم ، وبالتالي تريد سرعة التفاعل . 3- تأثير مساحة السطح في التفاغلات متغيرة الخواص فكلما زادت مساحة السطح مثلا ان يكون احد طرفي التفاعل مادة صلبة كلما زادت السرعة . 4- درجة الحرارة كلما زادت درجة الحرارة تزيد الطاقة المعطاة للجزيئات اللازمة للحركة ، مما يزيد من احتمالية التصادم ، مما يزيد من سرعة التفاعل 5- تأثير العامل الحفَّاز العامل الحفاز هو مادة تقوم بتسريع التفاعل ، دون أن يتغير شكلها ، وبعدها يمكن استخراجها من التفاعل ومن اشهر الحفازات "الانزيمات " التي تسمة الحفازات الحيوية ، والتي تسع عشرات التفاعلات في جسم الأنسان 6- تأثير التحريك كلما زاد التحي يزيد احتمالية التصادمات فتزيد نسبة الحركة . ولكن كيف يمكننا حساب سرعة التفاعل الكيميائي ؟! مثلا غذا أردنا معرفة سرعة التفاعل الكيميائي في ضوء التعريف السابقة لأي تفاعل يون حاصل قسمة النقض في تركيز المواد المتفاعلة أو الزيادة في تركيز المواد الناتجة ، على وحدة الزمن . وتعتمد وحدة سرعة التفاعل على الوحدات المستخدمة في تقدير المواد المتفاعلة والناتجة ، مثلا بالمول أو الغرام وهكذا . وبذلك يمكننا أن نوجد قيمة كمية حقيقة لسرعة التفاعل للتمييز بين لاتفاعلات السريعة جداً كالانفجارات ، والبطيئة كتكون الصدأ ، وكذلك يكون هذا هو المدخل لنا لدراسة التفاعلات الحيوية في جسم الإنسان .  

حياتنا هذهِ التي تدور في دوائر لاتنتهي ، بما تحتويه من تفاصيل تبدو بنظرنا روتينية ومملة ، النوم مثلا ، والاستيقاظ صباحاً ، والتنفس ، والتثاؤب ، والعطس ، وتناول الطعام ، والمشي ، ومقابلة صديق ، والضحك والبكاء ، بالرغم من أنها تبدو أموراً تافهة ، ولا تستغرق منَّا لحظة تفكير ، إلاَّ أنها في داخلها ، كوننا كاملاً من المعجزات الحيوية والكيميائية والفيزيائية ،فجميعها مبينه على تفاعلات كيميائية سريعة جداً ، وغاية في الدقيقة ،ومحسوبة بأجزاء من الثانية ، ولا تحدث إلا في موعدها المناسب ، أنَّ عالم التفاعلات الكيميائية عالم ملئء بالمتغريات المعقدة ، والتفاصيل المجهرية، التي لا يدركها إلا العلماء ، وأصحاب الخبرة وفي سياق الحديث عن التفاعلات الكيميائية فإنَّ أحد أهم التغيرات فيه ’ السرعة ! فما هي سرعة التفاعل الكيميائي ، وكيف يتم حسابها !؟ بعض التفاعلات الكيميائية تحتاج إلى عشرات السنين لتحدث وبعضها يحدث في أقل من دقيقة ، وهنا تظهر اهمية مفهوم سرعة التفاعل ، يندرج هذا الفهوم تحت مفهوم آخر وهو علم " الكنتيكا الكيميائية" أ] علم الحركة الكيميائية ويعرف بأنَّه .. التغير في تركيز المواد المتفاعلة أو الناتجة في وحدة الزمن . ويعبَّر عن تركيز المحاليل بوحدة المولارية ، و الغازات بوحدة الضغط الجوي .

وتوجد مجموعة من العوامل المهمة التي ثؤثر في سرعة التفاعل الكيميائي وهي كالآتي :

1- طبيعة المواد المتفاعلة تختلف سرعة التفاعل الكيميائي وتتفوات بشكل كبير ، حسب طبيعة المواد الداخلة في التفاعل ، مثلا تفاعل مثل تكوين النفط يحتاج إلى آلاف السنوات .

2- تركيز المواد المتفاعلة ينتج التفاعل الكيميائي ببساطة عن طريق التصادمات التي تحدث بين جزيئات المواد المتفاعلى لتكوين النواتج وكلما كان عدد الجزيئات اكبر في وحدة المساحة ، تزيد احتمالية التصادم ، وبالتالي تريد سرعة التفاعل .

3- تأثير مساحة السطح في التفاغلات متغيرة الخواص فكلما زادت مساحة السطح مثلا ان يكون احد طرفي التفاعل مادة صلبة كلما زادت السرعة .

4- درجة الحرارة كلما زادت درجة الحرارة تزيد الطاقة المعطاة للجزيئات اللازمة للحركة ، مما يزيد من احتمالية التصادم ، مما يزيد من سرعة التفاعل

5- تأثير العامل الحفَّاز العامل الحفاز هو مادة تقوم بتسريع التفاعل ، دون أن يتغير شكلها ، وبعدها يمكن استخراجها من التفاعل ومن اشهر الحفازات "الانزيمات " التي تسمة الحفازات الحيوية ، والتي تسع عشرات التفاعلات في جسم الأنسان

6- تأثير التحريك كلما زاد التحي يزيد احتمالية التصادمات فتزيد نسبة الحركة .

ولكن كيف يمكننا حساب سرعة التفاعل الكيميائي ؟! مثلا غذا أردنا معرفة سرعة التفاعل الكيميائي في ضوء التعريف السابقة لأي تفاعل يون حاصل قسمة النقض في تركيز المواد المتفاعلة أو الزيادة في تركيز المواد الناتجة ، على وحدة الزمن .

وتعتمد وحدة سرعة التفاعل على الوحدات المستخدمة في تقدير المواد المتفاعلة والناتجة ، مثلا بالمول أو الغرام وهكذا .

وبذلك يمكننا أن نوجد قيمة كمية حقيقة لسرعة التفاعل للتمييز بين لاتفاعلات السريعة جداً كالانفجارات ، والبطيئة كتكون الصدأ ، وكذلك يكون هذا هو المدخل لنا لدراسة التفاعلات الحيوية في جسم الإنسان .

 

التاجات: سرعة التفاعل الكيميائي