"محتويات
مراقبة معدل التفاعل
لماذا نريد أن نعرف سرعات (معدل) التفاعلات الكيميائية
كيف تقاس سرعة التفاعل
طريقة حقنة الغاز
طريقة القياس بدلالة التغييرات في الكتلة
طريقة ردود الفعل هطول الأمطار
قياس معدل التفاعل الكيميائي
أساس القياس الكيميائي
ماهي التفاعلات البطيئة
مراقبة معدل التفاعل

معدل التفاعل الكيميائي ، هو مقياس لمدى سرعة استخدام المواد المتفاعلة ومدى سرعة تصنيع المنتجات ، ويمكن تحديد المعدل عن طريق قياس :

التغيرات في تركيز المواد المتفاعلة ، أو المنتجات .
التغيرات في كتلة المواد المتفاعلة ،أو المنتجات .
التغيرات في حجم المواد المتفاعلة أو المنتجات .

على سبيل المثال ، عندما يتفاعل حمض الهيدروكلوريك المخفف مع معدن الزنك ، يتم إنتاج كلوريد الزنك ، وغاز الهيدروجين، هناك طريقتان بسيطتان لقياس معدل هذا التفاعل في المختبر :

إذا تم إعداد التفاعل على ميزان كما هو موضح ، يمكن مراقبة كتلة الجهاز خلال التفاعل ، مع هروب فقاعات الهيدروجين ، سيفقد الجهاز الكتلة .
طريقة بديلة لمراقبة التفاعل هي جمع ، وقياس حجم الغاز أثناء إنتاجه ، يمكن جمع الغاز في محقنة غاز ، أو فوق الماء ، طالما أنه غير قابل للذوبان في الماء) .
لماذا نريد أن نعرف سرعات (معدل) التفاعلات الكيميائية
تحدث التفاعلات الكيميائية بمعدلات مختلفة إلى حد كبير على مدى فترات من جزء من الثانية إلى أيام أو سنوات ، على الرغم من أن تفاعل المواد الكيميائية المتفاعلة يعد عاملاً مهمًا في سرعة تقدم التفاعلات الكيميائية ، إلا أن هناك العديد من المتغيرات الأخرى التي يمكن التحكم فيها من أجل تسريعها أو إبطائها ، يعد فهم تغيرات الطاقة التي تصاحب التفاعلات الكيميائية عاملاً مهمًا آخر في هذه العملية .
في الصناعة يحدد الكيميائيون ، والمهندسون الكيميائيون تأثير المتغيرات المختلفة على معدل التفاعل لزيادة إنتاجية المنتج .
في بعض الأحيان ، يجب تقديم تنازلات من أجل تحسين العمليات الكيميائية في الصناعة الكيميائية ، لضمان إنتاج منتج كاف في غضون فترة زمنية كافية ، وبطريقة موفرة للطاقة أيضًا ، لذلك يجب معرفة كيف يمكن زيادة سرعة التفاعل الكيميائي .
كيف تقاس سرعة التفاعل
تعتمد كيفية قياس معدل التفاعل على ماهية التفاعل ، وما هي أشكال المنتج ، تصف الأمثلة التالية طرقًا مختلفة لقياس معدل التفاعل، التفاعلات التي تنتج غازات مثل الأكسجين ، أو ثاني أكسيد الكربون، يتحلل بيروكسيد الهيدروجين لإنتاج الأكسجين .
طريقة حقنة الغاز
يمكن قياس حجم الأكسجين الناتج باستخدام طريقة حقنة الغاز ، يتجمع الغاز في المحقنة ، ويدفع للخارج ضد المكبس، يمكن قراءة حجم الغاز الناتج من العلامات الموجودة على المحقنة ، يمكن تحويل هذا التغيير في الحجم إلى تغيير في التركيز ، وتقسيم ذلك على وقت التفاعل سينتج عنه معدل رد فعل متوسط .
طريقة القياس بدلالة التغييرات في الكتلة
يمكن أيضًا قياس معدل التفاعل الذي ينتج غازًا عن طريق حساب فقد الكتلة عندما يتشكل الغاز ، ويهرب من دورق التفاعل ، يمكن استخدام هذه الطريقة للتفاعلات التي تنتج ثاني أكسيد الكربون أو الأكسجين ، ولكنها ليست دقيقة جدًا للتفاعلات التي ينتج عنها الهيدروجين ، لأن الكتلة منخفضة جدًا بحيث لا يمكن قياسها بدقة ، قد يكون قياس التغيرات في الكتلة مناسبًا أيضًا لأنواع أخرى من التفاعلات .
طريقة ردود الفعل هطول الأمطار
في تفاعل يتكون فيه راسب ، يمكن استخدام كمية المادة المترسبة المتكونة في فترة زمنية كمقياس لمعدل التفاعل على سبيل المثال ، عندما يتفاعل ثيوكبريتات الصوديوم مع حمض يتشكل راسب أصفر من الكبريت .
تتمثل إحدى طرق تقدير معدل هذا التفاعل في إجراء التحقيق في دورق مخروطي ، ووضع قطعة من الورق عليها صليب أسود أسفل قاع الدورق في بداية التفاعل ، سيكون الصليب مرئيًا بوضوح عندما تنظر إلى القارورة ، ومع ذلك ، مع تقدم التفاعل وتشكيل المزيد من الترسبات ، سيصبح التقاطع تدريجياً أقل وضوحًا وسيختفي تمامًا في النهاية باستخدام ساعة توقيت لتحديد الوقت الذي يستغرقه اختفاء التقاطع ، ثم تجميع كمية الرواسب المتكونة خلال هذا الوقت ، يمكن حساب متوسط ??معدل التفاعل، لاحظ أنه من غير الممكن تجميع غاز ثاني أكسيد الكبريت الذي يتم إنتاجه في التفاعل ، لأنه شديد الذوبان في الماء.

كما يمكنك أيضا قراءة نظرية التصادم وسرعة التفاعل الكيميائي لتعزيز معلوماتك في هذا الصدد .

قياس معدل التفاعل الكيميائي

القياس الكيميائي هو فرع من فروع الكيمياء يتعامل مع الكميات النسبية من المواد المتفاعلة ، والمنتجات التي يتم استهلاكها ، أو إنتاجها في تفاعل كيميائي معين ومع ذلك ، من أجل اتخاذ أي تحديدات متكافئة ، يجب أن ننظر أولاً إلى معادلة كيميائية متوازنة ، في معادلة كيميائية متوازنة ، يمكننا بسهولة تحديد النسبة المتكافئة بين عدد مولات المواد المتفاعلة ، وعدد مولات المنتجات لأن هذه النسبة ستكون دائمًا نسبة صحيحة موجبة ، ضع في اعتبارك تفاعل غاز النيتروجين وغاز الهيدروجين لتكوين الأمونيا ، ويتم حساب ذلك باستخدام قوانين سرعة التفاعل الكيميائي . [3 [

أساس القياس الكيميائي
علم القياس المتكافئ ممكن لأنه يستند إلى قانون الحفاظ على الكتلة ، نظرًا لأنه لا يمكن إنشاء المادة أو تدميرها ، ولا يمكن لتفاعل كيميائي تحويل عنصر إلى عنصر آخر ، يمكننا التأكد من أن كتلة كل عنصر فردي موجود في المادة (المواد) ، المتفاعلة لتفاعل معين يجب بالضرورة أن يتم حسابها في منتجات ، هذا القانون الفيزيائي هو ما يجعل جميع الحسابات المتكافئة ممكنة ومع ذلك ، لا يمكننا إجراء هذه الحسابات بشكل صحيح ، إلا إذا كان لدينا معادلة كيميائية متوازنة للعمل بها.
معادلات التكافؤ والموازنة : لصنع كلوريد الهيدروجين أو أي مادة كيميائية أخرى ، توجد نسبة واحدة فقط من المواد المتفاعلة التي تعمل بحيث يتم استخدام كل الهيدروجين ، والكلور لصنع كلوريد الهيدروجين ، جرب عدة نسب مختلفة لمعرفة أي منها يشكل رد فعل كامل ، مع عدم ترك أي شيء، ما هي أبسط نسبة من الهيدروجين إلى الكلور لتكوين كلوريد الهيدروجين ؟ .
ماهي التفاعلات البطيئة

ردود الفعل التي تستغرق بعض الوقت هي ردود فعل بطيئة ، وتلك التي تحدث في غضون ثوان قليلة هي ردود فعل سريعة ، صدأ الحديد، تخمير السكر إلى كحول ، التجوية الكيميائية للصخور (تكسر الصخور) ، عملية التمثيل الضوئي في النباتات، تكوين الفحم هي تفاعلات بطيئة ، بينما تفاعل تحييد قاعدة قوية مثل هيدروكسيد الصوديوم ، وحمض قوي ، مثل الهيدروليك هو رد فعل سريع ، وترجع سرعة وبطء التفاعل إلى العوامل المؤثرة على سرعة التفاعل .

المراجع"