ما هي الحركية الكيميائية؟

الحركية الكيميائية هي دراسة العمليات الكيميائية و معدلات ردود الفعل. وهذا يشمل تحليل الظروف التي تؤثر على سرعة أ تفاعل كيميائيوفهم آليات التفاعل وحالات الانتقال وتشكيل نماذج رياضية للتنبؤ بالوصف الكيميائي ووصفه. عادة ما يكون معدل التفاعل الكيميائي الوحدات ثانية^-1ومع ذلك ، قد تمتد تجارب الحركية لعدة دقائق أو ساعات أو حتى أيام.

معروف أيضًا باسم

الحركية الكيميائية قد تسمى أيضًا حركية التفاعل أو ببساطة "الحركية".

تم تطوير مجال الخواص الكيميائية من قانون العمل الجماعي ، الذي صاغه عام 1864 بيتر Waage و Cato Guldberg. ينص قانون العمل الجماعي على أن سرعة التفاعل الكيميائي تتناسب مع كمية المواد المتفاعلة. درس Jacobus van't Hoff الديناميكيات الكيميائية. أدى نشره عام 1884 "Etudes de dynamique chimique" إلى جائزة نوبل في الكيمياء لعام 1901 (وهي السنة الأولى التي مُنحت فيها جائزة نوبل). قد تتضمن بعض التفاعلات الكيميائية حركية معقدة ، ولكن يتم تعلم المبادئ الأساسية للحركية في فصول الكيمياء العامة بالمدارس الثانوية والكلية.

الوجبات الجاهزة الرئيسية: الحركية الكيميائية

يتم استخدام البيانات التجريبية للعثور على معدلات التفاعل ، والتي تستمد منها قوانين المعدل وثوابت معدل الحركية الكيميائية من خلال تطبيق قانون العمل الجماعي. تسمح قوانين المعدل بإجراء عمليات حسابية بسيطة لردود فعل صفرية وردود أولية و ردود الفعل من الدرجة الثانية.

• معدل تفاعل الترتيب الصفري ثابت ومستقل عن تركيز المواد المتفاعلة.
  معدل = ك
• يتناسب معدل تفاعل الدرجة الأولى مع تركيز المواد المتفاعلة:
  المعدل = ك [أ]
• معدل تفاعل الدرجة الثانية له معدل يتناسب مع مربع تركيز مادة تفاعلية واحدة أو ناتج تركيز اثنين من المواد المتفاعلة.
  المعدل = ك [أ]² أو k [A] [B]

يجب دمج قوانين المعدل للخطوات الفردية لاستنباط القوانين لتفاعلات كيميائية أكثر تعقيدًا. لهذه التفاعلات:

• هناك خطوة لتحديد المعدل تحد من الحركية.
• يمكن استخدام معادلة Arrhenius ومعادلات Eyring لتحديد طاقة التنشيط تجريبيًا.
• قد يتم تطبيق تقديرات الحالة المستقرة لتبسيط قانون المعدل.

الحركية الكيميائية تتوقع أن معدل التفاعل الكيميائي سيزداد بعوامل تزيد من الطاقة الحركية لل المتفاعلات (إلى حد ما) ، مما يؤدي إلى زيادة احتمال تفاعل المواد المتفاعلة مع بعضها البعض. وبالمثل ، من المتوقع أن تؤدي العوامل التي تقلل من فرصة اصطدام المواد المتفاعلة مع بعضها البعض إلى خفض معدل التفاعل. العوامل الرئيسية التي تؤثر على معدل التفاعل هي:

• تركيز المواد المتفاعلة (في ازدياد تركيز يزيد من معدل التفاعل)
• درجة الحرارة (زيادة درجة الحرارة تزيد من معدل التفاعل ، حتى نقطة)
• وجود المحفزات (المحفزات تقديم رد فعل آلية تتطلب أقل طاقة التفعيل، وبالتالي فإن وجود المحفز يزيد من معدل التفاعل)
• الحالة المادية للمتفاعلات (قد تتلامس المواد المتفاعلة في نفس المرحلة عن طريق العمل الحراري ، لكن مساحة السطح والانفعالات تؤثر على التفاعلات بين المواد المتفاعلة في أطوار مختلفة)
• الضغط (للتفاعلات التي تنطوي على غازات ، رفع الضغط يزيد من التصادمات بين المتفاعلات ، وزيادة معدل التفاعل)

لاحظ أنه على الرغم من أن الحركية الكيميائية يمكنها التنبؤ بمعدل التفاعل الكيميائي ، إلا أنها لا تحدد مدى حدوث التفاعل. يتم استخدام الديناميكا الحرارية للتنبؤ بالتوازن.

• إسبنسون ، ج. (2002). الحركية الكيميائية وآليات التفاعل (الطبعة الثانية). ماكجرو هيل. ردمك 0-07-288362-6.
• Guldberg، C. م. Waage ، P. (1864). "دراسات حول التقارب" Forhandlinger i Videnskabs-Selskabet i Christiania
• جوربان ، أ. ن.؛ يابلونسكي. ج. س. (2015). ثلاث موجات من الديناميكيات الكيميائية. النمذجة الرياضية للظواهر الطبيعية 10(5).
• ليدلر ، ك. ج. (1987). حركية الكيميائية (الطبعة الثالثة). هاربر ورو. ردمك 0-06-043862-2.
• ستينفيلد ج. أولا ، فرانسيسكو ج. س.؛ هاس دبليو. لام. (1999). حركية وديناميكيات كيميائية (الطبعة الثانية). برنتيس هول. ISBN 0-13-737123-3.