ملخص سرعة التفاعلات الكيميائية، الكيمياء

مفهوم سرعة التفاعل

سرعة التفاعل الكيميائي: التغيّر في كميّة مادة متفاعلة أو مادة ناتجة خلال مدة زمنية محدّدة
بعض التفاعلات تحدث بسرعة كبيرة خلال مدة زمنية قصيرة، مثل: تفاعلات محاليل الحموض والقواعد، وتفاعلات الاحتراق، كما في الشكل (1).
بعض التفاعلات تحتاج إلى زمن أطول لحدوثها، مثل: صدأ الحديد.
بعضها قد يحتاج إلى ملايين السنين، مثل تكوّن الفحم الحجريّ والنفط.
ويُعبَّر عنها بالمعادلة الرياضيّة الآتية: $\text{سرعة التفاعل الكيميائي} = \frac{\text{التغير في كمية مادة متفاعلة أو مادة ناتجة}}{\text{التغير في الزمن}}$ $R = \frac{\Delta(\text{Amount of reactant or product})}{\Delta t}$

فمثلًا: في التفاعل الكيميائيّ العامّ الآتي: $\ce{aA + bB -> cC + dD}$
$R = -\frac{\Delta[\text{مادة متفاعلة}]}{\Delta t}$ $R = -\frac{\Delta[A]}{\Delta t}$
أي أنّ: $R = -\frac{[A]_2 - [A]_1}{t_2 - t_1}$
كذلك يمكن حساب سرعة تكوين (إنتاج) مادة ناتجة مثل ⁦C⁩ أو ⁦D⁩، فمثلًا: يُعبَّر عن سرعة تكوين المادة ⁦C⁩ كما يأتي: $R = \frac{\Delta[\text{مادة ناتجة}]}{\Delta t}$ $R = \frac{\Delta[C]}{\Delta t}$ $R = \frac{[C]_2 - [C]_1}{t_2 - t_1}$
عند مقارنة سرعة استهلاك المادة ⁦A⁩ مع سرعة تكوين المادة ⁦C⁩؛ فإنّه يمكن إيجاد علاقة بين سرعة استهلاك ⁦A⁩ وسرعة تكوين ⁦C⁩ اعتمادًا على معاملاتهما في المعادلة الموزونة كما يأتي: $\frac{\text{سرعة تكوين } C}{\text{عدد مولات } C} = \frac{\text{سرعة استهلاك } A}{\text{عدد مولات } A}$
اعتمادًا على المعادلة الموزونة الآتية: $\ce{aA + bB -> cC + dD}$

السرعة المتوسطة: التغيّر الكلّيّ لكميّة المادة المتفاعلة أو الناتجة خلال الزمن المستغرق في ذلك
فمثلًا: يتفاعل المغنيسيوم ⁦Mg⁩ مع حمض الهيدروكلوريك ⁦HCl⁩، وينتج عن التفاعل غاز الهيدروجين $\ce{H2}$ وكلوريد المغنيسيوم $\ce{MgCl2}$ ، كما هو موضّح في معادلة التفاعل الآتية: $\ce{Mg(s) + 2HCl(aq) -> MgCl2(aq) + H2(g)}$

سرعة التفاعل الابتدائية: سرعة التفاعل لحظة خلط المواد المتفاعلة عند الزمن صفر، حيث تكون تراكيز المواد المتفاعلة أكبر ما يمكن
وتساوي هذه السرعة ميل المماس ⁦(G)⁩ عند النقطة التي تمثّل كميّة المادة المتفاعلة أو الناتجة عند الزمن صفر، حيث: $G = \frac{\Delta Y}{\Delta X}$