كما هو موضح في النص قانون سرعة التفاعلات الكيميائية، يتم إعطاء المعادلة المستخدمة لتمثيل قانون سرعة التفاعل بواسطة ناتج الثابت خاصية التفاعل عند درجة حرارة معينة وترتفع تركيزات المواد المتفاعلة إلى كل منها الأس: ت = ك. [ال]α. [ب]β.
شاهد مثالاً:
2(ز) → ن2ا2 (ز)
يتم الحصول على معادلة سرعة هذا التفاعل من خلال: ت = ك. [في ال]2.
هل هذا يعني أنه في جميع الحالات ، سيكون أس تركيز المادة المتفاعلة مساويًا تمامًا لمعامله في التفاعل؟
لا. حدث هذا فقط في هذه الحالة لأنه رد فعل أولي ، أي أنه تفاعل يحدث في خطوة واحدة ، بدون مركبات وسيطة. في الحالات التي لا يكون فيها التفاعل عنصريًا ، يجب تحديد الأس بشكل تجريبي.ولكن كيف يتم فعل ذالك؟ وكيف يمكن معرفة ما إذا كان رد الفعل بدائيًا أم لا؟
حسنًا ، دعنا نفكر في رد فعل آخر:
CO + لا2 → كو2 + لا
لنفترض أن أحد العلماء أجرى هذا التفاعل عدة مرات ، وقام بتغيير تركيز المواد المتفاعلة بطرق مختلفة مع الحفاظ على درجة الحرارة ثابتة. حصل على البيانات التالية:
لاحظ أنه من الخطوة الأولى إلى الخطوة الثانية ، ضاعف تركيز ثاني أكسيد الكربون ، والذي لم يغير معدل التفاعل.
لذلك ، أس هذه المادة هو صفر. نظرًا لأن أي رقم يرفع إلى الصفر يساوي 1 ، فإن ثاني أكسيد الكربون لا يشارك في معادلة معدل التفاعل.
لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)
الآن ، لاحظ أنه من التجربة الثانية إلى الثالثة ، تضاعف تركيز أكسيد النيتروجين2، مما تسبب في زيادة معدل التفاعل إلى أربعة أضعاف
وبالتالي ، فإن أس تركيز هذه المادة في معادلة معدل التفاعلات يساوي 2 (4/2).
بهذه الطريقة نكتشف معادلة سرعة هذا التفاعل: ت = ك. [في ال2]2.
لاحظ أنه في هذه الحالة لم يكن الأس في المعادلة مساويًا للمعامل في التفاعل. لذلك ، يمكننا أن نستنتج أن هذا التفاعل ليس أوليًا. بعد التحقق التجريبي من قانون السرعة ، يجب على العالم بعد ذلك اقتراح آلية شرح رد الفعل هذا ، أي أنه يجب أن يقترح مجموعة من الخطوات تتفق مع البيانات التجريبية لهذا عملية.
تم اقتراح الآلية التالية:
المرحلة 1 (بطيئة): في ال2 (ز) + لا2 (ز) → لا3 (ز) + لا(ز)
الخطوة الثانية (سريعة):في ال3 (ز) + شركة(ز) → كو2 (ز) + لا2 (ز)
المعادلة العالمية:CO + لا2 → كو2 + لا
لاحظ أن قانون السرعة التجريبية يتطابق مع أبطأ خطوة:
الخامسعالمي = vخطوة بطيئة
ك. [في ال2]2 = ك. [في ال2]. [في ال2]
هذا يوضح لنا أنه ، في أي آلية ، فإن المرحلة التي تحدد معدل تطور التفاعل ستكون دائمًا خطوة بطيئة، أي أن معدل تطور التفاعل العالمي سيكون متناسبًا فقط مع تركيزات الكواشف التي شاركت في الخطوة البطيئة.
من المهم تحديد هذه الأسس بشكل صحيح لأنها ستشير إلى ترتيب التفاعل.
بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء
هل ترغب في الإشارة إلى هذا النص في مدرسة أو عمل أكاديمي؟ نظرة:
فوغا ، جينيفر روشا فارغاس. "قانون السرعة للتفاعلات غير الأولية" ؛ مدرسة البرازيل. متوفر في: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/lei-velocidade-para-reacoes-nao-elementares.htm. تم الوصول إليه في 27 يونيو 2021.
