التعريف بالعوامل الحركية في التفاعلات الكيميائية
يمكن تعريف العوامل الحركية في التفاعلات الكيميائية (بالإنجليزية: Kinetics) بأنها العوامل التي تؤثر على معدل حدوث التفاعلات الكيميائية، حيث تحدث بعض التفاعلات الكيميائية بمعدلات سريعة جدًا مثل انفجار الألعاب النارية، بينما تحدث تفاعلات كيميائية أخرى بمعدل بطيء يمكن أن يستمر لسنوات عديدة مثل صدأ الأسلاك المعرضة للعوامل الجوية؛ حيث تختلف معدلات استهلاك المواد المتفاعلة وتشكيل المواد الناتجة أثناء حدوث التفاعلات الكيميائية؛ نظرًا لاختلاف العوامل الحركية المؤثرة بها.[١][٢]
أهم العوامل الحركية المؤثرة على التفاعلات الكيميائية
يوجد العديد من العوامل الحركية التي يمكن أن تؤثر على معدل حدوث التفاعلات الكيميائية، ومن أبرزها ما يأتي:[١][٢][٣]
طبيعة المواد المتفاعلة
بعد المواد تكون نشطة كيميائيًا، وتتفاعل بشكل أسرع من المواد الأخرى بشكل طبيعي، وبالتالي فإن طبيعة المواد المشاركة في التفاعل يؤثر على معدل حدوثه، على سبيل المثال، عندما تتعرض قطع صغيرة من فلزات الحديد والصوديوم للهواء، يتفاعل الصوديوم تمامًا مع الهواء، في حين أن الحديد بالكاد يتأثر عند وضعه في الهواء.
تتفاعل المعادن النشطة مثل الكالسيوم والصوديوم مع الماء لتكوين غاز الهيدروجين وقاعدة، ومع ذلك، فإن الكالسيوم يتفاعل مع الماء بمعدل معتدل، في حين يتفاعل الصوديوم بسرعة كبيرة بحيث يكون تفاعله شبه متفجر، عند نفس الظروف، وذلك لأن طبيعة الصوديوم مختلفة عن طبيعة الكاليسيوم.
تركيز المواد المتفاعلة
يؤثر مقدار تركيز المواد المتفاعلة على معدل حدوث التفاعل الكيميائي، إذ تؤدي زيادة تركيز مادة متفاعلة واحدة على الأقل إلى زيادة معدل التفاعل الكيميائي غالبًا، والسبب في ذلك هو أن التركيز المرتفع للمواد المتفاعلة يؤدي إلى حدوث المزيد من الاصطدامات بين ذرات المواد المتفاعلة مع بعضها البعض، وهذا يعني حدوث التفاعل في فترة زمنية أقصر.
الحالة الفيزيائية للمواد المتفاعلة ومساحة السطح
إذا حدث التفاعل الكيمائي بين مواد مختلفة في الحالة الفيزيائية؛ فإن معدل التفاعل يكون محدودًا بمساحة سطح المواد المتلامسة، على سبيل المثال، إذا حدث تفاعل كيميائي بين مادة معدنية صلبة ومادة غازية، فإن الجزيئات الموجودة على سطح المادة المعدنية؛ هي التي تستطيع التصادم مع جزيئات المادة الغازية فقط، وهذا يجعل التفاعل بطيئًا نوعًا ما، أما إذا تمت زيادة مساحة سطح المادة المعدنية من خلال سحقها بشكل مسطح أو تقطيعها إلى عدة قطع، فإن معدل التفاعل سوف يزداد.
درجة الحرارة
تؤثر درجة الحرارة على معدل حدوث التفاعل الكيميائي؛ حيث يزداد معدل حدوث التفاعل مع زيادة درجة الحرارة، والعكس صحيح، وذلك لأن زيادة درجة الحرارة تؤدي إلى رفع متوسط الطاقة الحركية لجزيئات المواد المتفاعلة، الأمر الذي يجعلها تتصادم مع بعضها البعض بشكلٍ أكبر، مما يسرع من معدل حدوث التفاعل.
يمكن أن يفسد الطعام بسرعة عند تركه على طاولة المطبخ في درجة حرارة الغرفة، أما عند وضعه في الثلاجة أي في درجة حرارة منخفضة؛ فإن هذه العملية تحديث ببطء بحيث يظل الطعام نفسه طازجًا لعدة أيام.
وجود العامل المحفز أو العامل المساعد
العامل المحفز أو العامل المساعد (بالإنجليزية: Catalyst) هو عبارة عن مادة تعمل على تسريع حدوث التفاعلات الكيميائية من خلال المشاركة فيها، دون أن يتم استهلاكها، من خلال توفير مسار تفاعل بديل للحصول على المواد الناتجة بشكلٍ أسرع، أو من خلال توفير آلية بديلة لمتابعة التفاعل بسرعة.
تعد الإنزيمات نوعًا من العوامل المحفزة أو المساعدة، وذلك لأنها تعمل على تسريع معدل حدوث العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تحدث في أجسام الكائنات الحية.
المراجع
- ^ أ ب "Factors that Affect the Rate of Reactions", opentextbc, Retrieved 22/12/2022. Edited.
- ^ أ ب "8.3: Factors Affecting Reaction Rates (Kinetics)", chem.libretexts, Retrieved 22/12/2022.
- ↑ "Introduction to kinetics", khanacademy, Retrieved 22/12/2022. Edited.
