الوسم: التفاعل

في المرفقات

م/ن

في المرفقات

م/ن

العوامل التي تؤثر في تفاعل كيميائي متزن

1- التركيز 2- درجة الحرارة 3-الضغط
قاعدة لوشاتليه
إذا حدث تغير في أحد العوامل المؤثرة على نظام متزن مثل ( التركيز – درجة الحرارة – الضغط ) فإن النظام ينشط في الاتجاه الذي يقلل أو يلغي تأثير هذا التغيير
– في التفاعل الآتي A + B ===AB ماذا يحدث عند :
1-إضافة المادة A 2-إضافة المادة B 3-إضافة المادة AB 4-نزع المادة AB

أولا : أثر التركيز
-في التفاعل FeCl3 + NH4SCN ===== NH4Cl + Fe(SCN)3
ثيوسيانات الحديديك كلوريد آمنيوم ثيوسيانات الآمنيوم كلوريد الحديدك
أحمر دموي عديم اللون عديم اللون أصفر باهت
ماذا يحدث لللون الأحمر الدموي في الحالات الآتية
1-إضافة كلوريد الحديد 3 ( يزداد تركيز اللون الأحمر ) 3-إضافة ثيوسيانات الآمنيوم ( يزداد اللون الأحمر )
2-إضافة كلوريد الآمنيوم ( يقل تركيز اللون الأحمر ) 4-نزع ثيوسيانات الآمنيوم ( يقل اللون الأحمر

-في التفاعل BiCl3 + H2O ===== BiOCl + 2HCl
أكسي كلوريد البزموت (أبيض اللون) كلوريد البزموت
ماذا يحدث لللون الأبيض في الحالات الآتية
1-إضافة الماء ( يزداد تركيز اللون الأبيض ) 2-إضافة HCl ( يقل تركيز اللون الأبيض )

ملاحظة : عند زيادة تركيز أحد المواد في أحد طرفي التفاعل يسير التفاعل في الاتجاه الآخر

-في التفاعل الذي أمامك C2H5OH ========= CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH +
ماذا يحدث في الحالات الآتية
1-إضافة كمية من حمض الأسيتيك [ يسير التفاعل في الاتجاه الطردي ]
2-إضافة الماء إلى حيز التفاعل [ يسير التفاعل في الاتجاه العكسي ]
3-إضافة حمض الكبريتيك المركز ( مادة نازعة للماء ) [ يسير التفاعل في الاتجاه الطردي ]
علل يضاف حمض الكبريتيك المركز عند تكوين الاستر ؟ لنزع الماء و منع حدوث التفاعل العكسي

ثانيا : درجة الحرارة
تفاعلات طاردة للحرارة تفاعلات ماصة للحرارة
A + B == AB+heat A + B+heat == AB
A + B == AB , H= – A + B == AB , H=+
A + B-heat == AB A + B == AB-heat
عند التسخين ( الاتجاه العكسي ) عند التسخين ( الاتجاه الطردي )
عند التبريد ( الاتجاه الطردي ) عند التبريد ( الاتجاه العكسي )

في التفاعل NO2 ==== N2O4 + heat
-عند وضع دورق زجاجي به غاز NO2 لونه بني محمر في ماء مثلج يزول اللون ( علل )
لتكون فوق أكسيد النيتروجين N2O4 و هو عديم اللون حيث يسير التفاعل في الاتجاه الطردي
حيث أن التفاعل طارد للحرارة
-و عند ترك الدورق ليعود إلى درجة حرارة الغرفة يعود اللون البني (علل ) لتكون NO2 حيث يسير التفاعل في الاتجاه العكسي

ملاحظة : ينصح بعدم تسخين أنبوبة البوتاجاز للإسراع من خروج الغاز ( علل ) لأن التسخين يزيد من الضغط داخل الاسطوانة مما يؤدي إلى انفجارها غاز ========== حرارة + سائل
ضع علامة ( / ) أو ( × )
1-إزاحة الحرارة من تفاعل طارد للحرارة ينتج عنه سير التفاعل في الاتجاه الطردي ( )
2-إعطاء الحرارة للتفاعل الطارد للحرارة ينتج عنه سير التفاعل في الاتجاه العكسي ( )
3-إعطاء الحرارة للتفاعل الماص للحرارة ينتج عنه سير التفاعل في الاتجاه الطردي ( )
4-امتصاص الحرارة من تفاعل ماص للحرارة ينتج عنه سير التفاعل في الاتجاه العكسي ( )

ثالثا : الضغط عدد جزيئات كبيرة = ضغط مرتفع
-زيادة الضغط في تفاعل غازي متزن تجعل التفاعل يسير في الاتجاه الذي يقل فيه الضغط عدد جزيئات قليلة = ضغط منخفض
بينما نقص الضغط تجعل التفاعل يسير في الاتجاه الذي يزداد فيه الضغط إنقاص حجم الوعاء = ضغط مرتفع
مثال : تحضير غاز النشادر N2 + 3H2===2NH3 , H = – زيادة حجم الوعاء = ضغط منخفض
ماذا يحدث في الحالات الآتية
1-زيادة الضغط ( يسير التفاعل في الاتجاه الطردي و هو اتجاه تكوين النشادر ) لأن التفاعل يكون مصحوب بنقص في عدد الجزيئات أي نقص في الضغط لذلك عند زيادة الضغط يسير التفاعل في الاتجاه الطردي الذي يقل فيه الضغط تبعا لقاعدة لوشاتليه
2-التبريد ( يسير التفاعل في الاتجاه الطردي اتجاه تكوين النشادر ) لأن التفاعل طارد للحرارة فعند التبريد يسير التفاعل في الاتجاه الطردي الذي تزيد في الحرارة تبعا لقاعدة لوشاتليه
س / ما هي أنسب الظروف للحصول على غاز النشادر في الصناعة ؟
ملاحظة
1-إذا كان التفاعل غير مصحوب بتغير في الحجم ( أي تغير في الضغط ) فإن التغيير في الضغط لا يؤثر على اتزان التفاعل
2-إذا كان التفاعل غير مصحوب بتغير في درجة الحرارة فإن التغيير في درجة الحرارة لا يؤثر على اتزان التفاعل

سرعة التفاعل الكيميائي والعوامل المؤثرة عليه
سرعة التفاعل الكيميائي والعوامل المؤثرة عليه

الكينتيكا الكيميائية ( علم الحركة الكيميائية)
هو دراسة سرعة التفاعل الكيميائي وكيف تتغير سرعة التفاعلات الكيميائية بتغير الظروف. سرعة التفاعل الكيميائي تقيس عدد مولات المواد المتفاعلة التي تختفي في وحدة زمن، أو عدد مولات المواد الناتجة التي تظهر في وحدة زمن.
عند ثبات حجم التفاعل ( أو تقريبا ثبات الحجم) فإنه من الملائم تعريف سرعة التفاعل الكيميائي بمعدل نقصان تركيز المواد المتفاعلة في وحدة زمن أو معدل زيادة تركيز المواد الناتجة في وحدة زمن. هناك عوامل عديدة تؤثر في سرعة التفاعل الكيميائي وتشمل:

1- تأثير طبيعة المواد المتفاعلة:
بالاعتماد على خصائص المواد المتفاعلة والمواد الناتجة، فإن التفاعلات الكيميائية يلزمها أوقات مختلفة حتى تنتهي. على سبيل المثال، سنعرض التفاعل الكيميائي للعناصر القلوية مع الماء.
العناصر القلوية تتفاعل مع الماء كما في هذه المعادلة العامة:
M+H2O →M+(aq) + OH-(aq)+½H2(g
حيث M تمثل Li، Na،K، Rbأو Cs
سرعة التفاعل الكيميائي تزيد وبشكل ملحوظ على التوالي من Li وحتى Cs. والسبب في ذلك أن سرعة هذا التفاعل الكيميائي تعتمد على طاقة تأين ذرات الفلز. كما قلت طاقة التأيين، أصبح من الأسهل إطلاق الالكترون من ذرة الفلز، وبالتالي سرعة التفاعل الكيميائي تزيد.
تفاعل الهالوجينات مع الهيدروجين يري مثالا معاكسا في التوالي للتفاعل السابق. حيث أن F هو أصغر الهالوجينات، كمية كبيرة من الطاقة تنتج عند تفاعل F2 مع H2 للحصول على مركبHF . من جهة أخرى، I هو أكبر الهالوجينات، وبالتالي عندما يتفاعل I2 مع H2 للحصول على HI، كمية قليلة جدا من الطاقة تنتج والتفاعل أبطء بكثير من الفاعل السابق.
2- تأثير التركيز:
حتى يحدث تفاعل كيميائي، الجزيئات أو الأيونات يجب أن تتصادم ببعضها البعض. هذه التصادمات في الغالب عنيفة بما فيه الكفاية للإنتاج ترتيب جديد للذرات وبالتالي تكوين نواتج جديدة, كلما زاد عدد الجزيئات في وحدة حجم، كلما زادت التصادمات بين الجزيئات. وبالتالي فإن زيادة تركيز المواد المتفاعلة بشكل عام تزيد من سرعة التفاعل الكيميائي.

3- تأثير مساحة السطح في التفاعلات متغايرة الخواص:
التفاعل بين المادة الصلبة والغازية أو بين المادة الصلبة والسائلة يسمى تفاعل متغاير الخواص. في مثل هذا التفاعل، المواد المتفاعلة يمكن أن تلتقي فقط على سطح المادة الصلبة. كلما زادت مساحة سطح المادة الصلبة كلما زاد عدد الذرات المتوفرة للتفاعل. لنفس كمية المادة، كلما صغر حجم الدقيقة الصلبة زادت مساحة السطح، وبالتالي زادت سرعة التفاعل متغير الخواص.
4- تأثير الحرارة:
بزيادة درجة الحرارة تزيد طاقة حركة المواد المتفاعلة والمواد الناتجة. وبالتالي فإن الجزيئات تتحرك بسرعة أكبر وتصطدم بقوة أكبر مع بعضها البعض. وكنتيجة لذلك، تصادمات فعالة أكثر يمكن أن تحدث سوف تؤدي الى نواتج جديدة.
رفع درجة الحرارة بمقدار عشر درجات مئوية يؤدي الى مضاعفة سرعة التفاعل الكيميائي لمعظم التفاعلات الكيميائية.

5- تأثير العامل المساعد:
العامل المساعد هو مادة تزيد سرعة التفاعل الكيميائي دون أن تستهلك في ذلك التفاعل. من الناحية النظرية يمكن إضافة العامل المساعد للتفاعل وبعد إنتهاء التفاعل يمكن فصل العامل المساعد وإستعماله مره أخرى.
معظم التفاعلات الكيميائية، ومن أجل إبتدائها، تحتاج الى كمية محددة من الطاقة، هذه الطاقة نسميها طاقة التنشيط. العامل المساعد يسرع التفاعل الكيميائي من خلال توفيره مسلكا جديدا للتفاعل بأقل طاقة تنشيط ودون أن يؤثر في نواتج التفاعل. من الأمثلة على العوامل المساعدة الانزيمات داخل جسم الكائنات الحية، وبعض الفلزات ( مثل Ni، Pt،Pd)، والتي تستخدم كعوامل مساعدة في التفاعلات متغيرت الخواص مثل تفاعل الهدرجة.