معدل التفاعل أو معدل سرعة التفاعل الكيميائي هو معدل التغير في كميات (تركيز) المواد المتفاعلة أو الناتجة في وحدة الزمن. [1] أو معدل تغير نواتج التفاعل في وحدة الزمن. أي أنه عبارة عن زيادة تركيز المواد الناتجة بمرور الزمن. وبأخذ قانون بقاء المادة في الاعتبار فإن زيادة تركيز النواتج يعني نقص تركيز المواد الداخلة في التفاعل. عوامل مؤثرة على سرعة التفاعلات [ عدل]
طبيعة المواد المتفاعلة ( أيونات, جزيئات, ذرات). تركيز المواد المتفاعلة،
المواد الحافزة: عبارة عن مواد تزيد من سرعة التفاعل الكيميائي بدون أن تتغير كيميائياً. درجة الحرارة ، حيث كلما زادت درجة الحرارة زادت سرعة التفاعل،
الضغط ، كلما زاد الضغط كلما زادت سرعة التفاعل. نفترض التفاعل:
هذا التفاعل يدل على تفاعل a مول من المادة A مع b مول من المادة B لإنتاج c مول من المادة C و d مول من المادة D.
وتكون سرعة التفاعل المذكور:
باعتبار و تمثلان تركيزي المادتين المتفاعلتين و ، وفي نفس الوقت تمثل و
تركيزي المادتين الناتجتين و. إذا فإن سرعة التفاعل الكميائي يعتمد بشكل مباشر على تركيز المواد الابتدائية فالعلاقة طردية بينهما، كما تلعب درجة الحرارة دورا رئيسيا.
سرعة التفاعل الكيميائي توجيهي
[3]
U: طاقة داخلية,
p: الضغط,
μ: كمون كيميائي (أو الجهد الكيميائي),
n: كمية المادة,
d: معامل التفاضل. المعادلة تعطي تغير دوال الحالة للمواد قبل التفاعل وبعده. تقسيم التفاعلات الكيميائية حسب سرعتها [ عدل]
1. تفاعلات تتم في وقت قصير جدا، تفاعل انفجاري،
مثل: انفجار البارود، وانفجار مخلوط الهيدروجين والأكسجين..
2. تفاعلات ذات معدل بطيء نسبيا
مثل: تفاعل الزيوت مع الصودا الكاوية. 3. تفاعلات بطيئة جدا تحتاج لعدة شهور
مثل: تفاعل الهواء مع الحديد لتكوين صدأ الحديد
4. تفاعلات بطيئة جدا جدا تحتاج لآلاف أو ملايين السنين
مثل: تكوين النفط في باطن الارض
العوامــل المؤثرة في سرعـة التفاعــل [ عدل]
1عوامل أساسية (تحتاجها كل التحولات):
-تاثير درجة الحرارة
-تاثير سطح التلامس
-تاثير التركيب (المزيج)
2عوامل ثانوية (تحتاجها بعض التحولات):
-الضغط
-الوسيط
-الزمن
-التركيز
اعتماد سرعة التفاعل على درجة الحرارة [ عدل]
1- في عام 1884 صاغ الكيميائي الهولندى قاعدة تقريبية لاعتماد سرعة التفاعل الكيميائي على درجة الحرارة ، وتسمى قاعدة فانت هوف. 2- وفي عام 1888 صاغ الكيميائي السويدي أرينيوس معادلته المسماة معادلة أرينيوس لاعتماد سرعة تفاعل كيميائي عل درجة الحرارة.
أحد الأمثلة على ذلك احتراق الكربون في وجود الأكسجين، حيث يتم بشكل بطيء في الهواء الجوي لأن نسبة الأكسجين قليلة. بخلاف ما إذا تم التفاعل في وجود أكسجين نقي فيكون أسرع لأن التركيز هنا أعلى. العامل المحفز
أحد العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل حيث يعمل على زيادة سرعة كلٍ من التفاعلين الأمامي والعكسي بنفس القدر، دون نفاذ كمية العامل المساعد عن طريق تقليل طاقة التنشيط، ولكنه يتحول من حالة إلى أخرى فبالتالي يُمكن إعادة إاستعْماله مرة أخرى في تفاعل آخر، ونُوضح ذلك فيما يلي:
من الأمثلة الموضحة لذلك تحلل فوق أكسيد الهيدروجين، حيث يتحلل ببطء في حرارة الجو العادية إلى ماء وأكسجين. يُضاف يوديد البوتاسيوم كمادة محفزة للتفاعل فيتصاعد غاز الأكسجين، مما يدل على زيادة سرعة التفاعل. يعمل على خفض طاقة التنشيط لكل من التفاعلين الأمامي والعكسي وذلك لانخفاض طاقة المنشط. من الأمثلة الحيوية على العامل المساعد هي الإنزيمات الموجودة في جسم الإنسان، حيث تعمل على تحفيز العديد من العمليات الحيوية كتحُلل النشا إلى سكر ثنائي باستخدام إنزيم الأميليز. تتم عملية الهضْم باستخدام الإنزِيمات الهاضمة التي تُفرزها المعدة، وتتم التفاعلات في درجة حرارة الجسم العادية بخفض طاقة التنشيط للتفاعلات، بخلاف إجراء هذه التفاعلات في المعامل فتحْتاج لدرجة حرارة عالية لعدم وجود العامل المساعد.