العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل الكيميائي
يُعتبر دراسة سرعة التفاعل الكيميائي جزءًا من علم يسمى الحركة الكيميائية، حيث تتغير سرعة التفاعل بناءً على الظروف المحيطة به. يتم قياس سرعة التفاعل من خلال حساب التغير في عدد المولات المتفاعلة التي تستهلك خلال فترة زمنية محددة، أو عبر قياس عدد المولات الناتجة عن التفاعل في نفس الفترة الزمنية.
عندما يُثبت حجم التفاعل، يتغير مفهوم سرعة التفاعل ليشمل قياس النسبة التي تنخفض بها تركيز المواد المتفاعلة أو الناتجة خلال فترة معينة. تتحكم في سرعة التفاعل مجموعة من العوامل، ومن أبرزها ما يلي:
خصائص المواد المتفاعلة
تختلف المدة اللازمة لإتمام التفاعلات الكيميائية باختلاف خصائص المواد المتفاعلة والناتجة.
تركيز المواد المتفاعلة
يؤدي زيادة تركيز المواد الداخلة في التفاعل إلى تسريع العملية، حيث تكون هذه المواد ذات قوة كافية لتسبب تصادمات مع الجزيئات والأيونات الأخرى، مما ينتج عنه مواد جديدة. وبالتالي، فإنّ سرعة التفاعل تعتمد على عدد جزيئات المتفاعلة في وحدة حجم معينة.
درجة الحرارة
كلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت الطاقة المتاحة للمواد المتفاعلة والناتجة. وهذا يزيد من حركة تلك المواد وقدرتها على الاصطدام بالجزيئات والأيونات الأخرى، مما ينتج عنه كميات أكبر من المواد الناتجة. بشكل عام، زيادة درجة الحرارة بمقدار عشر درجات يمكن أن يُضاعف سرعة التفاعل مرتين، وينطبق هذا على معظم التفاعلات الكيميائية.
التحريك
تشير هذه العملية إلى تحريك المواد المتفاعلة مما يعزز من فرص التصادم بينها، وبالتالي تزيد سرعة التفاعل.
مساحة السطح في التفاعلات متغايرة الخواص
تشير التفاعلات متغايرة الخواص إلى تلك التي تشمل مواد صلبة وغازية أو صلبة وسائلة. في هذه الحالة، يكون سطح المادة الصلبة هو الموقع الذي يجري فيه التفاعل، ويحدد مساحة السطح عدد المواد المتفاعلة. بدوره، يعتمد حجم السطح على حجم المادة الصلبة، حيث تكون العلاقة بينهما عكسية.
العوامل المساعدة وتأثيرها في سرعة التفاعل
تُعرف العوامل المساعدة، أو الحوافز، بأنها مواد تزيد من سرعة التفاعل الكيميائي دون أن تُستهلَك. يمكن إضافتها لزيادة السرعة واستعادتها بعد انتهاء التفاعل لاستخدامها في تفاعلات جديدة. الطاقة المطلوبة لحدوث التفاعلات تُعرف باسم طاقة التنشيط، ويعمل العامل المساعد على تقليل هذه الطاقة دون التأثير على المواد الناتجة.
ومن بين العوامل المساعدة الشائعة، يمكن أن نجد اللافلزات مثل الببتيد والرصاص، والتي تستخدم بشكل خاص في التفاعلات متغايرة الخواص مثل الهدجة.
