في عام 1864 ، قام الكيميائيون Cato Maximilian Guldberg و Peter Waage بصياغة قانون السرعة، والذي يقترح أن سرعة التفاعل الكيميائي يتم تحديدها حصريًا بواسطة المواد المتفاعلة لذلك التفاعل.
قانون السرعة يتم ذكره أو تمثيله بواسطة تعبير رياضي يحصل على منتج تركيزات بالمول / لتر من المواد المتفاعلة ، مرفوعة إلى معاملات كل منها (أ ، ب) متكافئة (قيم الموازنة) مع ثابت (ك).
ت = ك. [كاشف 1]ال. [كاشف 2].ب
لبناء التعبير الذي يشير إلى قانون السرعة، من الضروري أن نعرف ما إذا كان التفاعل أوليًا (معالجًا في خطوة واحدة) أو غير أولي (يتم معالجته في عدة خطوات).
قانون السرعة للتفاعلات الأولية
لردود الفعل التي تبدأ في خطوة واحدة ، التعبير عن قانون السرعة يستخدم مكونات (المواد المتفاعلة ومعاملاتها) للمعادلة. مثال:
1 CH4 (ز) + 2 س2 → كو2 + 2 ح2ا
في هذا التفاعل الأولي ، لدينا المتفاعلات الميثان (CH4، مع المعامل 1) والأكسجين (O2، بالمعامل 2). وهكذا يكون التعبير عن قانون السرعة كما يلي:
ت = ك [CH4]1[س2]2
قانون السرعة للتفاعلات غير الأولية
نظرًا لحدوث تفاعلات غير أولية في عدة خطوات ، يتم تحديد التعبير عن قانون السرعة يعتمد ذلك على تحليل تأثير كل كاشف على سرعة كل خطوة. لهذا ، توفر التمارين أو النصوص جدولًا يحتوي على قيم التركيز والسرعة لكل خطوة ، كما في المثال أدناه:
أ أ + ب ب + ج ج ← د د
نظرًا لأن الجدول يحتوي على أربعة خطوط ، فهو تفاعل غير عنصري يتم معالجته في أربع خطوات ، ومتفاعلاته هي A و B و C. الآن ، لمعرفة المعاملات التي لديهم ، يجب علينا تنفيذ الخطوات التالية:
الخطوة الأولى: تحديد ترتيب من الكاشف أ.
لهذا ، يجب أن نختار مرحلتين يتغير فيهما تركيز A ، ولا يتغير تركيز B و C. وبالتالي ، فإن الخطوات المختارة هي الأولى والثانية ، والتي لدينا فيها التغييرات التالية:
- تركيز X: يتضاعف في القيمة ، حيث ينتقل من 2 إلى 4 ؛
- السرعة: تتضاعف قيمتها أربع مرات حيث تتراوح من 0.5 إلى 2.
وبالتالي ، يجب أن يكون التحليل:
2. [X] = 4.v
وضع القيمتين على نفس الأساس:
2. [X] = 22.الخامس
لدينا أن الاختلاف هو الأس 2 ، لذا فإن رتبة A ستكون 2.
الخطوة الثانية: تحديد ترتيب الكاشف ب.
لهذا ، يجب أن نختار مرحلتين يتغير فيهما تركيز B ، ولا يتغير تركيز A و C. وبالتالي ، فإن الخطوات المختارة هي 2ال وفي 3ال، حيث لدينا التغييرات التالية:
- تركيز Y: يتضاعف في القيمة ، حيث تنتقل من 3 إلى 6 ؛
- السرعة: لا تغير من قيمتها إذ كانت 2 وتبقى 2.
وبالتالي ، يجب أن يكون التحليل:
2. [X] = 2.v
نظرًا لأن القيمتين بالفعل على نفس الأساس ، والتغيير في التركيز لا يغير السرعة ، فإن ترتيب B سيكون 0.
الخطوة الثالثة: تحديد ترتيب الكاشف C.
لهذا ، يجب أن نختار مرحلتين يتغير فيهما تركيز C ، ولا يتغير تركيز X. الخطوات المختارة هي 3ال وفي 4ال، حيث لدينا التغييرات التالية:
- تركيز Y: يتضاعف في القيمة ، حيث تنتقل من 1 إلى 2 ؛
- السرعة: يطوى القيمة ، حيث تنتقل من 2 إلى 16.
وبالتالي ، يجب أن يكون التحليل:
2. [X] = 16.v
وضع القيمتين على نفس الأساس:
2. [X] = 24.الخامس
لدينا أن الفرق هو الأس 2 ، لذا فإن رتبة C ستكون 4.
الخطوة الرابعة: اجمع تعبير السرعة.
لتجميع تعبير السرعة هذا ، ما عليك سوى ضرب تركيزات المواد المتفاعلة ، التي تم رفعها بترتيب كل منها ، بالثابت (ك):
ت = ك. [A]2.[ب]0. [ج]4
أو
ت = ك. [A]2..1. [C]4
ت = ك. [A]2.. [ج]4
بي ديوغو لوبيز
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-da-velocidade.htm