العوامل المؤثرة في سرعة التفاعلات الكيميائية

التفاعلات الكيميائية تعتبر أساس الكثير من العمليات الصناعية المختلفة، وتوجد العديد من التفاعلات الكيميائية التي تحدث حولنا بطريقة مستمرة ودائمة ولا نشعر بها، ومن خلاله التفاعل الكيميائي نحصل على الكثير من المواد الجديدة التي يستفيد منها الإنسان كما أن لها أنماط مختلفة ومتعددة، وتوجد العديد من العوامل التي تؤثر عليها.

العوامل المؤثرة في سرعة التفاعلات الكيميائية

تعتبر التفاعلات تكسير في روابط وجزيئات المواد المتفاعلة لإنتاج روابط جديدة التي تكون مواد جديدة مختلفة عن بعضها البعض في الصفات عن المواد الأولية الأصلية التي تفاعلت، وتكون هذه الروابط الجديدة مختلفة في الصفات الكيميائية والفيزيائية، كما أن التفاعلات الكيميائية يوجد منها سريعة وبطيئة.

من خلال دراسة التفاعلات وسرعتها فسوف تجد أنه يوجد أكثر من عامل يؤثر على سرعة التفاعل الكيميائي، وبعض العملاء الكيميائيين يريدين زيادة سرعة التفاعل البطيء وإبطاء سرعة التفاعل السريع، وإذا أردت زيادة إنتاج المنتج في وقت سريع في أي تفاعل كيميائي يجب عليك النظر في حركة هذا التفاعل، ومن العوامل التي تؤثر على سرعة التفاعل الكيميائي ورد الفعل.

طبيعة المواد المتفاعلة

لكي يحدث تفاعل يجب أن يتواجد تصادم واحتكاك بين المواد المتفاعلة وبعضها في جزيئاتها، لأنه زاد حجم الجزيئات المتفاعلة وكانت أكثر تعقيدًا، كانت فرصة التصادم بين جزيئاتها أقل في موقع التفاعل، حين التحدث عن الجزيئات المعقدة نجد أنه في الكثير من الأحيان لا يحدث تفاعل كيميائي على الرغم من وجود اصطدام الجزيئات، ولكن عدم حدوث تفاعل ناتج عن حجب الموقع التفاعلي من قبل أجزاء أخرى من الجزيء.

ولكن شرط لحدوث التفاعلات هي وجود الاصطدامات في موقع التفاعل فقط وليس خارجها، ولكن إذا كانت هذه المواد المتفاعلة معقدة وجزيئاتها كبيرة يكون التفاعل الكيميائي أبطأ، لأن التفاعلات تكون بسرعات مختلفة، مثل التفاعل الكيميائي في صدأ الحديد الذي يتم في وقت قصير جدًا.

تأثير حجم الجسيمات في سرعة التفاعل الكيميائي

كلما وسعت مساحة السطح المسموح بالتصادم فيه كان رد الفعل والتفاعل أسرع، وهذا يبين مدى ارتباط رد الفعل بالاصطدامات والمكان التي تتم فيه، فإذا أردت أن تقوم بإجراء مباراة مشتعلة على قطعة فحم كبيرة لن يحدث شيء، ولكن إذا قمت بطحن وتفتيت نفس قطعة الفحم ورميها في الهواء ثم قمت بضرب مبارات فسوف يحدث انفجار، لذلك فإن حجم الجسم الذي يصطدم يعتبر عامل رئيسي في حدوث التفاعل.

مدى تأثير تركيز المواد على سرعة التفاعل

كما زاد الاصطدام زادت سرعة معدل التفاعل، وكلما كانت الجزئيات أكثر تفاعلًا كان رد الفعل والتفاعل أسرع، قم بتجربة هذا على قطعة من الخشب وإحراقها في هواء يحتوي على 20% نسبة من الأكسجين سوف تحترق ولكن ببطء شديد جدًا، إذا أخذت نفس القطعة من الخشب وقامت بإحراقها في هواء يحتوي على نسبة أكسجين عالية فسوف تحترق بسرعة أكثر بكثير.

وهذا يدل على أنه كلما زادت تركيز المواد المتفاعلة زادت سرعة التفاعل فهي علاقة طردية، وتستطيع القيام بذلك عن طريق تغير تركيز التركيزات ومشاهدة هذا في التفاعل الكيميائي ورؤية مدى تأثيره.

تأثير ضغط التفاعلات الغازية

يعتبر ضغط التفاعلات الغازية يعادل نفس تأثير التركيز، حيث أنها كلما زاد ضغط التفاعلات الغازية زادت سرعة التفاعل، وهذا يكون بسبب اصطدامات الجزيئات في المركب، ولكن إذا كانت الجزيئات معقدة يمكن أن لا يعطيك النتيجة المطلوبة التي تتوقعها.

كما أن المحفزات لها تأثير على التفاعل الكيميائي وتعرف المحفزات بأنها مواد تزيد من معدل أو سرعة التفاعل الكيميائي، ويكون هذا من خلال خفض الطاقة التنشيطية للتفاعل

درجة الحرارة وتأثيرها على سرعة التفاعلات الكيميائية

تؤثر درجة الحرارة على سرعة التفاعلات الكيميائية حيث أنه كلما زادت درجة الحرارة زادت فرصة التصادم بين الجزيئات وبالتالي تزداد سرعة التفاعل الكيميائي حسب طبيعة المركب إذا كان معقد أو عادي فهنا تختلف السرعة، لأن درجة الحرارة تجعل الجزيئات متحركة بطريقة أسرع.

فإنه عند درجة حرارة معينة سوف تجد أنه لا تتحرك كل الجزيئات بنفس الطاقة، وستلاحظ أنه يتحرك عدد صغير من هذه الجزيئات وبصورة بطيئة جدًا وهذا يدل على أن الطاقة الحركية منخفضة وسوف تلاحظ أيضًا أن بعض الجزيئات الأخرى تتحرك بسرعة كبيرة وهذا يدل على أن طاقتها الحركة عالية، وهنا نوضح أن معظم الجزيئات تتواجد بين هذين الطرفين.

ونقول إن زيادة درجة الحرارة يزيد من الطاقة الحركية للمواد المتفاعلة وهذا لأن درجة الحرارة تعتبر مقياس لمتوسط الطاقة الحركية للجزيئات الموجودة في المركب.

ويجب عليك ملاحظة الحد الأدنى من هذا الطاقة الحركية التي تحتاج إليها المواد المتفاعلة لكي توفر الطاقة التي تلزم للحصول على رد فعل للمتفاعلات أثناء تصادمها في موقع التفاعل.

وفي نفس الوقت يجب عليها أن تقوم بنقل طاقة تكفي لكسر روابط الجزيئات لكي يتم التفاعل الكيميائي وتنتج أخرى جديدة، لأنه إذا لم تكن هناك طاقة حركية كافية للمواد فلن يتم التفاعل على الرغم من اصطدام المواد المتفاعلة في موقع التفاعل.