ما هي شروط سرعة التفاعل الكيميائي؟

العوامل التي تزيد من عدد التصادمات الفعّالة بين جزيئات المواد المتفاعلة (المتفاعلات) تزيد من سرعة أو معدل التفاعل الكيميائي (بالإنجليزية: Chemical Reaction Rate) غالبًا، والعوامل التي تقلل من عدد التصادمات الفعّالة بين جزيئات المواد المتفاعلة تقلل من سرعة حدوث التفاعل،[١] ومن أهم العوامل المؤثرة على سرعة التفاعل - سلبًا أو إيجابًا- كل مما يأتي:[٢]


الطبيعة الكيميائية للمواد المتفاعلة

تختلف سرعات التفاعلات الكيميائية باختلاف طبيعة المواد المتفاعلة، وحتى وإن كانت تجري تحت الظروف نفسها، فعلى سبيل المثال، عندما تتعرض قطع صغيرة من فلزات الحديد والصوديوم للهواء، فإن الصوديوم يتفاعل كليًّا مع الهواء خلال اليوم، في حين أن الحديد لن يتأثر، كما تتفاعل معادن الكالسيوم والصوديوم مع الماء بشكل مختلف لتنتج مركبًا قاعديًّا وغاز الهيدروجين؛ فالكالسيوم يتفاعل بسرعة متوسطة، في حين أن الصوديوم يتفاعل بسرعة خاطفة، حتى إن التفاعل يكاد يكون متفجرًا.[٣]


الحالة الفيزيائية للمواد المتفاعلة

عندما تتفاعل مادتان في الحالة الفيزيائية نفسها، فإنهما تتصادمان مع بعضهما أكثر، فعلى سبيل المثال، إذا تفاعلت مادتان مع بعضهما وكلاهما في الحالة السائلة وقابلتين للامتزاج، فإن جزيئاتهما ستتصادمان معًا بشكل أكبر مما لو كانت إحداهما في الحالة الصلبة، فاختلاف الحالة الفيزيائية يجعل التفاعل أصعب أو أبطأ بسبب قلة عدد التصادمات بين جزيئات المواد المتفاعلة.[٤]

تركيز المواد المتفاعلة

بشكل عام، تزداد سرعة التفاعل الكيميائي عندما يزداد تركيز المواد المتفاعلة؛ جميعها أو أي منها، فعلى سبيل المثال، تتحلل مادة كربونات الكالسيوم  نتيجةً لتفاعلها مع مادة ثاني أكسيد الكبريت  الموجودة في الهواء الملوث؛ فعندما يكون جو ملوثًا يكون تركيز ثاني أكسيد الكبريت عاليًا؛ وبالتالي فإن كربونات الكالسيوم تتحلل بشكل أسرع مما لو كانت في جو أقل تلوثًا حيث يكون تركيز ثاني أكسيد الكبريت قليلًا، وكذلك فإن مادة الفوسفور تحترق أسرع في جو يحوي غاز الأكسجين بنسبة 100% منه في الهواء العادي الذي تكون نسبة الأكسجين فيه نحو 20%.[٥]


درجة الحرارة أثناء التفاعل

في العادة، تحدث التفاعلات الكيميائية بصورة أسرع في درجات حرارة أعلى، فمثلًا، قد يفسد الطعام بسرعة عند تركه على طاولة المطبخ خارج الثلاجة، أما إذا وُضِع داخل الثلاجة في درجة حرارة منخفضة، فستبطئ هذه العملية بحيث يظل الطعام نفسه طازجًا لعدة أيام، وغالبًا ما تستخدم مواقد الغاز والألواح الساخنة والأفران في المختبرات لزيادة سرعة التفاعلات التي تحدث ببطء في درجات الحرارة العادية، وبالنسبة للكثير من التفاعلات الكيميائية، تزداد سرعة التفاعل بمقدار الضعف تقريبًا عندما ترتفع درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية.[٦]


العامل المحفز

المُحفزات أو العوامل المحفزة هي عبارة عن مواد تدخل في التفاعل الكيميائي، فتزيد من سرعته من غير أن تتأثر أو تُستَهْلَك في التفاعل،[٧] حيث تزيد المحفزات من سرعة التفاعلات الكيميائية عن طريق تقليل الطاقة اللازمة لبدء التفاعل الكيميائي، وذلك بزيادة فرص التصادمات الفعّالة بين جزيئات المواد المتفاعلة.[٨]




المراجع

  1. Anne Helmenstine (26/11/2019), "Factors That Affect the Chemical Reaction Rate", ThoughtCo., Retrieved 29/8/2021. Edited.
  2. Paul Flowers, Klaus Theopold, Richard Langley and others (17/7/2020), "Factors Affecting Reaction Rates (Kinetics)", Chemistry LibreTexts, Retrieved 29/8/2021. Edited.
  3. "Factors Affecting Reaction Rates", OpenStax, Retrieved 29/8/2021. Edited.
  4. Riti Gupta (16/2/2020), "What Factors Influence the Rate of a Chemical Reaction?", Sciencing, Retrieved 30/8/2021. Edited.
  5. "Factors Affecting Reaction Rates", OpenStax, Retrieved 29/8/2021. Edited.
  6. "Factors Affecting Reaction Rates", OpenStax, Retrieved 29/8/2021. Edited.
  7. "Catalyst", Encyclopedia Britannica, Retrieved 30/8/2021. Edited.
  8. Anne Helmenstine (26/11/2019), "Factors That Affect the Chemical Reaction Rate", ThoughtCo., Retrieved 29/8/2021. Edited.