مبادئ الكيمياء التفاعلية

مبادئ الكيمياء التفاعلية

• الكيمياء التفاعلية هي فرع من الكيمياء يدرس سرعة التفاعلات الكيميائية وكيفية حدوثها.
• تركز على فهم كيفية تفاعل المواد الكيميائية مع بعضها البعض، وكيفية التحكم في هذه التفاعلات.
• تشمل دراسة الكيمياء التفاعلية العديد من العوامل التي تؤثر على سرعة التفاعل، مثل درجة الحرارة، والتركيز، والحفز.
• تسعى الكيمياء التفاعلية إلى التنبؤ بسلوك التفاعلات الكيميائية وفهم الآليات الكيميائية التي تقودها.

عوامل تؤثر على سرعة التفاعل

• تركيز المواد المتفاعلة: يزداد معدل التفاعل بزيادة تركيز المواد المتفاعلة، لأن تصادم الجزيئات يحدث بشكل أكثر تكراراً.
• درجة الحرارة: يرتفع معدل التفاعل بزيادة درجة الحرارة، لأن طاقة حركة الجزيئات تزداد مما يزيد من تصادمها وتفاعلها.
• مساحة السطح: تزداد سرعة التفاعل بزيادة مساحة السطح المُعرض للتفاعل.
• الحفز: يُسرّع الحفاز من معدل التفاعل دون أن يتغير نفسه خلال التفاعل.
• الضغط: تؤثر زيادة الضغط في التفاعلات الغازية، لزيادة تركيز الجزيئات في وحدة الحجم.
• وجود عوامل مساعدة: وجود عوامل مساعدة مثل الماء أو المذيبات المُحددة يمكن أن يُغير من سرعة التفاعل اعتمادًا على ميكانيكية التفاعلات نفسها.

ميكانيكية التفاعل

• ميكانيكية التفاعل هي مجموعة من الخطوات المتتابعة التي تتبعها الجزيئات أثناء التفاعل الكيميائي من أجل الوصول إلى المنتجات.
• تُحدد الخطوات الحاسمة معدل التفاعل الكلي.
• يمكن تمثيل ميكانيكية التفاعل بواسطة آلية تتضمن روابط أو طاقة تفعيل.

أنواع التفاعلات

• تفاعلات أولية: تفاعلات بسيطة ذات خطوة واحدة.
• تفاعلات متعددة الخطوات: تفاعلات أكثر تعقيداً حيث تتضمن عدة خطوات جزئية.
• تفاعلات متسلسلة: نوع خاص من التفاعلات المتعددة الخطوات حيث تتضمن عملية بدء، نمو، وانقراض.
• تفاعلات متوازنة: يحدث فيها أكثر من ميكانيكية، ويتم حساب سرعة التفاعل الكلي من خلال مجموع سرعات كل ميكانيكية.

نظرية التصادم

• تقول نظرية التصادم أن الجزيئات يجب أن تصطدم بعضها البعض بالتحكم الكافي لحدوث التفاعل.
• تُحدد طاقة التصادم و زاوية التصادم مصير التفاعل.
• يزداد معدل التفاعل مع زيادة عدد التصادمات الفعالة.

حالة انتقال

• حالة انتقال هي الحالة الانتقالية بين المتفاعلات والمنتجات.
• تمثل ذروة طاقة يتم تجاوزها خلال التفاعل الكيميائي.
• يتم توصيف حالة الانتقال باستخدام قواعد نظرية الترابط.

معدل التفاعل

• يُعرَّف مُعدّل التفاعل بأنه التغير في تركيز المُتفاعِلات أو المُنتجات في وحدة الزمن.
• تعتمد قيمة معدل التفاعل على درجة الحرارة و تركيز المُتفاعِلات.
• تُستخدم معادلات معدل التفاعل لتحديد سرعة التفاعلات لحساب التركيزات.

الحفز

• الحفاز هو مادة تزيد من معدل التفاعل دون أن تتغير بنفسها في التفاعل.
• تعمل الحفزات عن طريق تقليل طاقة التفعيل اللازمة لبدء التفاعل.
• هناك حفزات متجانسة (في نفس الحالة الفيزيائية للمتفاعلات) وحفزات غير متجانسة (في حالة فيزيائية مختلفة).

التوازن الكيميائي

• التوازن الكيميائي هو الحالة التي تصبح فيها معدلات التفاعل الأمامي والخلفي متساوية، ولا يتغير تركيز المواد المتفاعلة والمنتجات.
• ثابت التوازن (K) يقيس مدى ميل التفاعل نحو التكوين المنتجات.
• يُمكن التحكم بتكوين المنتجات بتعديل العوامل المؤثرة على التوازن.

معادلات سرعة التفاعل

• معادلات سرعة التفاعل هي معادلات رياضية تصف كيفية تغير تركيز المتفاعلات أو المُنتجات بمرور الوقت.
• تُعرَّف بمعاملات سرعة التفاعل وتركييزات المواد المُتفاعِلة.
• تُستخدم هذه المعادلات في حساب وتنبؤ سلوك التفاعلات.

الكيمياء التفاعلية تدرس كيفية حدوث التفاعلات الكيميائية وسرعتها. يركز هذا الاختبار على العوامل التي تؤثر على سرعة التفاعل مثل التركيز ودرجة الحرارة والحفز. استعد لاختبار معلوماتك حول هذه المبادئ الأساسية!