Main menu

Pages

معدل التفاعل و طاقة التنشيط و حرارة التفاعل - Reaction Rate , Heat reaction , Activation energy







من المهم ان نشيد ألى بعض ألمفاهيم الهامة ألتي ستستخدم عند مناقشة تفاعلات ألمركبات العضوية وأهم هذة ألمفاهيم معدل التفاعل ( Reaction Rate ) طاقة التنشيط   ( Activation energy ).

ويقصد بمعدل ألتفاعل : السرعة التي يتغير بها تركيز كل من المتفاعلات والنواتج في ألتفاعل تحت ألدراسة فمثلاً إذا كان لدينا ألتفاعل الأتي :


فأننا نعبر عن معدلة بمقدار النقص ( الأستهلاك ) في تركيز المتفاعلات ( A ) أو بمقدار الزيادة في تركيز النواتج ( P ) في ألثانية الواحدة .

ويتوقف معدل ألتفاعل على تركيز ألمتفاعلات ويطلق على عدد التركيزات ألتب يعتمد عليها معدل التفاعل إسم رتبة ألتفاعل. ( Reaction Order )
فمثلاً التفاعل الأتي  

  
أذا كانت معادلة ألمعدل كالأتي :               K [A ]a[B ]b= المعدل

فإن رتبة ألتفاعل تساوي ( a + b ) وحسب نوع التفاعل يمكن أن تأخذ كل من ( a,b ) قيمة من صفر ألى 2 على الأكثر . فإذا كانت b = 0 ) ( a = 1 )) صُنف ألتفاعل أنة تفاعل من ألمرتبة الأولى First order وأذا كانت ( a =1 ) ، ( b = 1 ) صنف ألتفاعل بأنة تفاعل من ألمرتبة ألثانية. ( Second order reaction )
ولكي يتم ألتفاعل لابد أن يحدث تصادم بين جزيئات ألمواد ألمتفاعلة ، ولكي يؤدي هذا ألتصادم ألى تكوين نواتج يجب أن تكون طاقة ألجزيئات ألمتصادمة مساوية لما يسمى بطاقة التنشيط ( Activation energy ) للتفاعل وألتي يرمز لها بالرمز Ea

وتعرف طاقة ألتنشيط لتفاعل ما : بأنها ألطاقة ألتي يجب أن تكتسبها جزيئات ألمواد ألمتفاعلة حتى يمكنها أن تعبر حاجة الطاقة ( الحالة الأنتقالية ) بينها وبين نواتج ألتفاعل .
ويمكن التعرف عليها بفحص منحني الطاقة ألموضح :

وتعرف طاقة ألتنشيط لتفاعل ما : بأنها ألطاقة ألتي يجب أن تكتسبها جزيئات ألمواد ألمتفاعلة حتى يمكنها أن تعبر حاجة الطاقة ( الحالة الأنتقالية ) بينها وبين نواتج ألتفاعل .


وحسب نظرية الحالة الأنتقالية لكي يتم ألتفاعل يجب ان تتحول المتفاعلات إلى تركيب غير مستقر تكون فية الروابط في ألمتفاعلات شبة مكسورة والروابط الجديدة شبة متكونة ويعرف هذا ألتركيب غير ألمستقر بأسم الحالة الأنتقالية أو المتراكب ألنشط ويمكن تمثيل ذلك بالمعادلة الأتية




حيث A, B المتفاعلات ، Ts*  تمثل ألحالة الأنتقالية ،P  تمثل النواتج .

ويتضح من ألمنحني ألسابق أن طاقة ألتنشيط ( Ea ) هي كمية الطاقة التي يجب أن تكتسبها ألمتفاعلات لتتحول إلى ألحالة الأنتقالية وهي تساوي ألفرق بين ألمحتوى ألحراري لكل من ألمتفاعلات والحالة الأنتقالية ، أما الفرق بين المحتوى الحراري لكل من ألمتفاعلات وألنواتج فيعرف بأسم حرارة التفاعل ويرمز لها بارمزΔH
  ويمكن حساب حرارة التفاعل بالتقريب من طاقة الروابط ألتي تتكسر وألتي تتكون أثناء ألتفاعل بواسطة ألمعادلة ألآتية :

مجموع طاقات ألروابط ألتي تتكون - مجموع طاقات ألروابط ألتي تنكسر =  ΔH
فمثلاً :
ΔH = [ EC-H + ECl-Cl ] - [ EC-Cl + EH-Cl ]

وتصنف ألتفاعلات ألكيميائية حسب قيمة ΔH  ألى قسمين رئيسيين :

فإذا كانت قيمة ΔH سالبة صُنف ألتفاعل بأنة طارد للحرارة ( Exothermic ) وتشاهد هذه ألحالة عندما تكون طاقة ألروابط ألجديدة ألتي تتكون أكبر من طاقة ألروابط ألتي تنكسر .

-  وأذا كانت قيمة (ΔH  ) موجبة صُنف ألتفاعل بأنة ماص للحراة ( Endothermic ) ويشاهد ذلك عندما تكون طاقة الروابط ألجديدة أقل طاقة من طاقة الروابط ألتي تنكسر .


- منحني الطاقة لتفاعل طارد للحرارة : 
- منحني الطاقة لتفاعل طارد للحرارة :


-         منحني الطاقة لتفاعل ماص للحرارة :
- منحني الطاقة لتفاعل ماص للحرارة :




Comments

contents title