الكيمياء الحركية

تهتم بدراسة سرعة التفاعل الكيميائي والعوامل المؤثرة عليه

معدل سرعة التفاعل

ΔC معدل التغير في التركيز المولاري (mol.l -1)
Δt معدل التغير في الزمن الثانية (sec) وحدة السرعة هي: mol .l -1.s -1
وللتفاعل التالي:
2N 2O 5 (g) → 4NO 2(g) +O 2 (g)

التركيزc
[B]
[A]

الزمن t
منحنيات تغير التركيز للمتفاعلات والنواتج مع الزمن للتفاعل الأفتراضي A → B
قانون سرعة التفاعل
العلاقة بين معدل سرعة التفاعل والتركيز (علاقة طردية بين تركيز المتفاعلات ومعدل السرعة )
سرعة
التفاعل
التركيز
وللتفاعل aA + bB → cC
قانون سرعة التفاعل
Rate α [A] x y
k [A] x y = Rate
[ ] التركيز المولاري لكل مادة متفاعلة y, x رتبة التفاعل بالنسبة للمادة A , وللمادة B على التوالي , ومجموع رتب التفاعل للمواد يساوي رتبة التفاعل الكلية ( n )
n = x + y
k ثابت معدل سرعة التفاعل تعتمد قيمته على درجة الحرارة وعلى الطريقة التي يعبر بها عن المعدل .
وحدات kتعتمد على قيمة رتبة التفاعل الكلية .
(mol .L -1) 1- n . s -1
n رتبة التفاعل الكلية .

حساب قانون سرعة التفاعل
تعيين قيم رتب التفاعل لكل مادة متفاعلة في قانون سرعة التفاعل .
1- التفاعل من الرتبة الأولى(معدل الزيادة في السرعة يساوي معدل الزيادة في التركيز )
2- التفاعل من الرتبة الثانية .إذا كانت مضاعفة التركيز مرة واحدة يصاحبها مضاعفة المعدل أربع مرات ( 2 2 )ومرتين تسع مرات ( 3 2 )
3- التفاعل من الرتبة الصفرية إذا كانت الزيادة في التركيز لا تؤثر على قيمة
4- التفاعل من الدرجة السالبة أو الكسرية يصاحبها دائماً انخفاض في قيمة السرعة مع الزيادة في التركيز .

قانون السرعة لتفاعل من الرتبة الأولى
وللتفاعل الافتراضي: A → B

التركيز الأبتدائي للمادة A عند الزمن t = 0 و [A] t تركيز المادة A بعد مرور زمن معين مقداره t و k ثابت المعدل t الزمن بوحدة الثانية .
وفي الطور الغازي :

الضغط الجزئي الابتدائي للغاز A عند الزمن t = 0 و الضغط الجزئي للغاز A بعد مرور فترة من الزمن مقدارها t

فترة عمر النصف (t ½)
الزمن اللازم حتى ينخفض تركيز المادة المتفاعلة إلى نصف قيمته الأولية، ولتفاعل من الرتبة الأولى لمادة متفاعلة تركيزها الابتدائي
t ½ =
نظرية التصادم
سرعة التفاعل تتناسب طردا مع عدد التصادمات التي تحدث في كل ثانية بين المتفاعلات.
العوامل التي تحدد هل التفاعل مثمر أم غير مثمر...؟
أولا: التوجه النسبي للجزئيات لحظة التصادم. للتفاعل التالي: A 2 + B 2 → 2AB
A

A

B

B

B

B

A

A

تفاعل مثمر(أ)
A

A

B

B

B

A

B

A

تفاعل غير مثمر(ب)

ثانيا: الطاقة التي تملكها الجزئيات لحظة التصادم
طاقة التنشيط (E a) أقل مقدار من الطاقة تحتاجه الجزيئات المتفاعلة لتكوين النواتج وحصول التفاعل المثمر،وتساوي الفرق في الطاقة بين طاقة المتفاعلات أو النواتج وطاقة المركب النشط المتكون عند قمة المنحنى*

نظرية الحالة الانتقالية

قبل أن تتحول المواد المتفاعلة إلى نواتج فإنها تمر بحالة انتقالية ويتكون المعقد النشط ..الحالة الانتقالية (ترتيب غير مستقر للذرات يوجد في لحظة معينة خلال التفاعل الكيميائي)
A A * A … A A A
+ B B B...B B B
*
E a
A 2+B 2 E a
∆H 2AB الطاقة
سير التفاعل

اعتماد سرعة التفاعل على درجة الحرارة
الزيادة في درجة الحرارة تؤدي إلى الارتفاع في ثابت المعدل وبالتالي في سرعة التفاعل

كيف تؤثر الزيادة في درجة الحرارة على
معدل سرعة التفاعل..؟
T 1
عدد
T 2 الجزيئات

b
a

الطاقة Ea
الزيادة في درجة الحرارة تسبب زيادة في سرعة التفاعل نظرا للزيادة – أساسا- في كسر التصادمات المثمرة , وهذا الأخير يمثل العامل الأهم في زيادة سرعة التفاعل من درجة الحرارة.

» 20 كتاب في الكيمياء بروابط مباشرة مهمة جدا