العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل الكيميائي - الكيمياء2-2 - ثاني ثانوي

3-2 الأهداف تحدد العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل. تفسر دور العوامل المحفزة. مراجعة المفردات العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل الكيميائي Factors Affecting Reaction Rates www.sen.edu.sa الفكرة الرئيسة تؤثر عوامل كثيرة في سرعة التفاعل الكيميائي منها : طبيعة المواد المتفاعلة، والتركيز، ودرجة الحرارة، ومساحة السطح، والمحفزات. التركيز: طريقة كمية لقياس كمية الربط مع الحياة تُرى، ما سرعة انتشار النار في غابة إذا كانت أشجارها متباعدا بعضها المذاب في كمية محددة من المذيب أو عن بعض أو كان الخشب رطبا ؟ وبشكل مماثل، تعتمد سرعة التفاعل الكيميائي على المحلول. المفردات الجديدة المحفزات المثبطات الشكل 2-3 الخارصين أنشط من النحاس، لذلك يتفاعل مع نترات الفضة أسرع من تفاعل النحاس. اكتب المعادلات الكيميائية الموزونة التي تمثل التفاعلات الظاهرة في الشكل. عدة عوامل، منها تركيز المواد المتفاعلة، وخواصها الفيزيائية طبيعة المواد المتفاعلة The Nature of Reactants تتفاعل بعض المواد أسرع من غيرها. فمثلاً يتشابه فلزا النحاس والخارصين (الزنك) في خواصها الفيزيائية؛ بسبب قرب موقعيهما في الجدول الدوري، ومع ذلك فهما يتفاعلان بسرعات مختلفة عند وضع كل منهما في كأس تحتوي على محلول نترات الفضة بالتركيز نفسه، فعند وضع شريط من النحاس في محلول نترات الفضة تركيزه M 0.05 كما في الشكل 72-3 يتفاعل النحاس مع نترات الفضة ليكون فلز الفضة ومحلول نترات النحاس .II وعند وضع شريط من الخارصين في محلول نترات الفضة تركيزه M 0.05 ، كما في الشكل (37، يتفاعل الخارصين مع محلول نترات الفضة ليكون فلز الفضة ومحلول نترات الخارصين. يمكنك ملاحظة التشابه في التفاعلين، ولكن عند مقارنة كمية الفضة المتكونة في كلتا الحالتين كما هو موضح في الشكل 7-3، يظهر أن كمية الفضة المتكونة من تفاعل الخارصين مع نترات الفضة أكبر من الكمية الناتجة عن تفاعل النحاس مع الكمية نفسها من نترات الفضة. كما أن تفاعل الخارصين مع نترات الفضة يحدث أسرع؛ لأن الخارصين أنشط كيميائيا من النحاس. b GOOD 10000 شريط خارصين في محلول نترات الفضة Ministry of Education 2023-1445 شريط نحاس في محلول نترات الفضة 344

يبلغ تركيز الأكسجين في الهواء حول الشمعة تحترق الشمعة بسرعة أكبر؛ لأن الوعاء يحتوي على أكسجين تركيزه %100 تقريبا. 20% تقريبا. التركيز Concentration الشكل - تشير شدة إضاءة اللهب المغطى في الزجاجة التي تحتوي تركيزا أكبر من الأكسجين إلى زيادة سرعة التفاعل، لذا يفسر الازدياد في سرعة التفاعل إلى الزيادة في تركيز الأكسجين. المطويات - من الطرائق التي يستطيع الكيميائيون بها تغيير سرعة التفاعل تغيير تركيز المواد أدخل معلومات من هذا القسم في المتفاعلة. وكما تذكر فإن نظرية التصادم تنص على أنه يجب أن تتصادم الجسيمات حتى يحدث التفاعل، وكلما ازداد عدد الجسيمات ازداد عدد الاصطدامات. وهذا شبيه بلعبة السيارات الكهربائية في مدينة الألعاب الترفيهية. فعندما يكون عدد السيارات كبيرًا في الحلبة يزداد عدد الاصطدامات. والشيء نفسه صحيح في التفاعلات الكيميائية؛ فعندما تتفاعل المادة A مع المادة B بتركيز معين تصطدم جزيئات كل من A و B لتكوين AB بسرعة محددة. ولكن ماذا يحدث إذا ازداد تركيز B؟ تزداد تصادمات جزيئات A مع جزيئات B؛ وذلك لازدياد عدد جزيئات B. لذا يؤدي ازدياد عدد الاصطدامات إلى زيادة سرعة التفاعل الكيميائي. ماذا قرأت؟ توقع ماذا يحدث لسرعة التفاعل إذا زاد تركيز المادة A؟ تأمل التفاعلات الموضحة في الشكل ، حيث تحترق الشمعتان. ولكن كيف يمكن مقارنة الشمعة في الصورة اليمنى بالشمعة في الصورة اليُسرى التي وضعت داخل زجاجة تحتوي على 100% أكسجين تقريبا، وهذا يشكل خمسة أضعاف تركيز الأكسجين في الهواء الجوي؟ بالاعتماد على نظرية التصادم، كلما زاد تركيز الأكسجين زاد عدد الاصطدامات بين جزيئات الشمع وجزيئات الأكسجين. ونتيجة لذلك تزداد سرعة التفاعل، وينتج لهب شديد الإضاءة. مساحة السطح Surface Area إذا تأملت التفاعل في الشكل 92-3 فستلاحظ أن المسمار الساخن يتوهج عند مطويتك. وجود الأكسجين، كما في الشكل 92-3، بينما تشتعل كتلة سلك تنظيف الأواني الشكل - توفر مساحة سطح سلك ... تنظيف الأواني المعدنية الكبيرة عددا أكبر المعدنية بشدة في الشكل 9-3؛ حيث تعمل زيادة مساحة سطح التفاعل على من الاصطدامات بين الأكسيجين والطير . زيادة سرعة التفاعل؛ بسبب زيادة عدد الاصطدامات بين الجسيمات المتفاعلة. وزارة التعليم Mining Education 7073-1445

الحرية عملية سرعة التفاعل عين الإثرائية درجة الحرارة Temperature تؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى زيادة سرعة التفاعل الكيميائي، فأنت تعلم مثلاً أن ارجع إلى دليل التجارب العملية على منصة التفاعلات التي تسبب تلف الأطعمة تكون أسرع كثيرًا عند درجة حرارة الغرفة منها عند وضع الأطعمة في الثلاجة. يوضح الرسم البياني في الشكل 100- أن زيادة درجة الحرارة بمقدار 10K تؤدي إلى مضاعفة سرعة التفاعل تقريبا. فكيف يمكن لزيادة طفيفة في درجة الحرارة أن يكون لها هذا التأثير الكبير؟ عملية إن زيادة درجة حرارة المادة يزيد من متوسط الطاقة الحركية للجسيمات التي تتكون منها المادة. ولهذا السبب تتصادم الجسيمات على نحو أكثر عند درجات الحرارة المرتفعة مما عليه الحال عند درجات الحرارة المنخفضة. ومع ذلك لا تفسر هذه الحقيقة وحدها الزيادة في سرعة التفاعل مع ارتفاع درجة الحرارة ولفهم أفضل للعلاقة بين تغير سرعة التفاعل مع ارتفاع درجة الحرارة، تفحص الرسم البياني في الشكل 10-3، الذي يقارن بين أعداد الجسيمات التي لها الطاقة الكافية للتفاعل عند درجات الحرارة T و 2 T؛ حيث T أكبر من .. ويمثل الخط المتقطع طاقة التنشيط E للتفاعل. وتمثل المنطقة المظللة تحت كل منحنى عدد الاصطدامات التي لها طاقة مساوية أو أكبر من طاقة التنشيط . كيف يمكن المقارنة بين المناطق المظللة؟ عدد الاصطدامات العالية الطاقة عند درجة الحرارة العالية T2 أكبر كثيرًا من عدد الاصطدامات عند درجة الحرارة المنخفضة T. لذلك كلما كانت درجة الحرارة أعلى كان عدد الاصطدامات مساحة السطح وسرعة التفاعل التي ينتج عنها تفاعل أكبر. رجع إلى دليل التجارب العملية على منصة عين الإثرائية اختبار الرسم البياني حدّد السرعة النسبية للتفاعل عند درجة حرارة 325K. الشكل 100 يؤدي الارتفاع في درجة الحرارة إلى زيادة الطاقة الحركية للجسيمات، وبالتالي زيادة عدد الجسيمات التي تمتلك طاقة التنشيط، وهذا يؤدي إلى زيادة عدد الاصطدامات وزيادة سرعة التفاعل، إضافة إلى ذلك فإن للكثير من الاصطدامات طاقة كافية للتغلب على طاقة التنشيط، لذا تؤدي إلى التفاعل 135 30 325 20 15 10 5 سرعة التفاعل ودرجة الحرارة (290 K, 2) 280 290 وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 (330K, 32) (320 K, 16) (310 K, 8) 300 310 320 درجة الحرارة (K) 330 T₂>T₁ طاقة الجسيم ودرجة حرارته T, طاقة التصادم طاقة التنشيط 346

تجرية دراسة العلاقة بين سرعة التفاعل ودرجة وحافظ على درجة حرارة الماء عند هذه الدرجة طوال الحرارة ما تأثير درجة الحرارة في التفاعل الكيميائي ؟ خطوات العمل تم Bad 1 املأ بطاقة السلامة في دليل التجارب العملية. وقت التفاعل. التحليل 1. حدد الكتلة الابتدائية والكتلة النهائية، والزمن الابتدائي والزمن النهائي يا لكل محاولة. 2 جزئ قرصا من الأقراص الفوّارة إلى أربع قطع متساوية ..2. احسب سرعة التفاعل من خلال إيجاد كتلة المادة المتفاعلة المستهلكة لكل محاولة في الثانية الواحدة. 3 استعمال الميزان لقياس كتلة قطعة واحدة منها. ضع 50ml من الماء عند درجة حرارة الغرفة 25C تقريبًا 3 صف العلاقة بين سرعة التفاعل ودرجة الحرارة لهذا في كأس زجاجية سعتها mL 250. استعمل مقياس حرارة التفاعل. لقياس درجة حرارة الماء. 4. توقع سرعة التفاعل لو تم إجراؤه عند درجة حرارة .4. ضع قطعة القرص الفوّار في الماء، وسجل الوقت لحظة 40°C، وفسر الأسس التي اعتمدت عليها في توقعك. ملامستها للماء، ولحظة ذوبانها تماما، باستعمال ساعة وللتأكد من توقعك كرّر التجربة عند 40°C باستعمال إيقاف أو ساعة يد بها عقرب ثوان. قطعة أخرى من القرص الفوّار. 5. كرّر الخطوتين 3 و 4 لكن في هذه المرة سخن الماء تدريجيا 5 قوم مدى دقة وصحة توقعك لسرعة التفاعل عند على سخان كهربائي حتى تصل درجة حرارته إلى 50°C، 40°C، مقارنة بالقيمة المقيسة لسرعة التفاعل. المحفزات والمثبطات Catalysts and Inhibitors يؤثر كل من درجة الحرارة وتركيز المواد المتفاعلة في سرعة التفاعل. إلا أن زيادة درجة الحرارة ليست دائما أفضل طريقة عملية لتسريع التفاعل الكيميائي. فإذا أردت مثلاً زيادة سرعة تحلل الجلوكوز في الخلية الحية فلن يكون الحل في زيادة درجة الحرارة أو زيادة تركيز المواد المتفاعلة؛ لأن ذلك قد يضر بالخلية أو يقتلها، ولكن هناك نوعان من المواد التي تؤثر في سرعة التفاعل، هما: المحفزات لا يحدث كثير من التفاعلات الكيميائية في المخلوقات الحية بالسرعة الكافية للمحافظة على الحياة عند درجات الحرارة الطبيعية لولا وجود الإنزيمات التي خلقها الله تعالى. فالإنزيم نوع من أنواع المحفّزات التي تعمل على زيادة سرعة التفاعل الكيميائي، دون أن تُستهلك في التفاعل. وتستعمل المحفزات على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية لإنتاج كمية أكبر من المنتج بسرعة كبيرة، مما يقلل من تكلفته. ولكن لا يزيد المحفّز من عدد النواتج، ولا يعد ضمن المواد المتفاعلة أو الناتجة عن التفاعل، لذا لا يتم تضمينه في المعادلات الكيميائية. المثبطات يسمى النوع الآخر من المواد التي تؤثر في سرعة التفاعل المثبطات. وخلافًا للمحفز الذي يزيد سرعة التفاعل، تعمل المثبطات على إبطاء سرعة التفاعل. كما تحول بعض المثبطات دون حدوث التفاعل على الإطلاق. وزارة التعليم Mining Education 2073-1445

الشكل 11-3 يبين الشكل أن طاقة تنشيط التفاعل المحفز أقل من طاقة تنشيط التفاعل غير المحفز، لذا ينتج تفاعل غير محفز التفاعل المحفز النواتج بسرعة أكبر من طاقة تنشيط التفاعل التفاعل غير المحفز. طاقة التفاعل طاقة تنشيط التفاعل غير المحفز المتفاعلات اختبار الرسم البياني تفاعل محفز النواتج حدد من الرسم كيف أثر سير التفاعل استعمال العامل المحفز في الطاقة المنطلقة من التفاعل؟ يبين الرسم البياني في الشكل -11- مخطط الطاقة لتفاعل كيميائي طارد للطاقة. ويمثل الخط الأحمر مسار التفاعل دون وجود أي محفز ، في حين يمثل الخط الأزرق سير التفاعل الشكل 12-3 طاقة تنشيط أعلى مع وجود المحفز. لاحظ أن طاقة التنشيط للتفاعل المحفز أقل كثيرا من طاقة التنشيط في تعني أنه يجب أن يكون للجسيمات التفاعل غير المحفز. يمكنك اعتبار طاقة التنشيط في التفاعل عقبة يجب تخطيها، كما هو مبين طاقة أعلى لكي تتفاعل؛ فالحصان في الشكل .-12-3. ففي هذا السياق يحتاج الحصان والفارس مثلا طاقة أقل كثيرًا لاجتياز والفارس يحتاجان إلى القليل من الطاقة للقفز فوق حاجز منخفض الحاجز المنخفض، مقارنة بالطاقة اللازمة للقفز فوق الحاجز المرتفع. بينما يحتاجان إلى مزيد من السرعة تعمل المثبطات بطرائق متنوعة؛ فبعضها يغلق المسارات المنخفضة الطاقة، لذا تزيد طاقة والطاقة لاجتياز الحاجز المرتفع التنشيط للتفاعل، وتعمل مثبطات أخرى على التفاعل مع المحفّز، فتدمره أو تمنعه من أداء وظيفته. وفي أحيان أخرى، كما في التفاعلات الحيوية، ترتبط المثبطات مع الإنزيمات التي تحفز التفاعل، فتمنع حدوثه. أما في صناعة الأغذية فتسمى المثبطات المواد الحافظة، أو المواد المضادة للأكسدة. وتعد بعض المواد الحافظة آمنة للأكل، وتعطي فترة صلاحية أطول للغذاء. التقويم 2-3 الخلاصة 348 : 12 الفكرة الرئيسة وضح. سرعة تفاعل فلز الماغنسيوم مع حمض تتضمن العوامل الرئيسة التي تؤثر في الهيدروكلوريك HCI مقارنة بالحديد. سرعة التفاعل طبيعة المواد المتفاعلة، 13. فسر تأثير التركيز في سرعة التفاعل حسب نظرية التصادم. والتركيز، ومساحة السطح، والحرارة، 14. قارن بين المحفزات والمثبطات. والمحفزات. : 15 صف تأثير طحن إحدى المواد الداخلة في التفاعل على شكل مسحوق تؤدي زيادة درجة الحرارة إلى زيادة بدلاً من وضعها قطعة واحدة - في سرعة التفاعل. سرعة التفاعل؛ وذلك بزيادة عدد 16. استنتج إذا كانت زيادة درجة حرارة التفاعل بمقدار 10K يؤدي إلى تضاعف الاصطدامات التي تشكل المعقد المنشط سرعة التفاعل، فماذا تتوقع أن يكون أثر زيادة درجة الحرارة بمقدار 20K. تزيد المحفزات من سرعة التفاعل : 17 ابحث في كيفية استعمال المحفزات في الصناعة، أو الزراعة، أو في معالجة التربة الكيميائي بتقليل طاقة التنشيط. الملوثة، أو النفايات، أو الماء الملوث. اكتب تقريرًا قصيرة للخص النتائج التي حصلت عليها حول دور المحفزات في أحد هذه التطبيقات. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445