Question

كيفية حل مسائل قانون سرعة التفاعل بسهولة؟

كيفية التعرف على رتبة التفاعل؟

Answer 1

كيفية التوصل لقانون سرعة التفاعل

- تعريف قانون سرعة التفاعل:

حاصل ضرب تراكيز المواد المتفاعلة في الخطوة البطيئة مرفوعاً كل مادة منها إلى أس يساوي معاملها.

 استنتاج قانون سرعة التفاعل من خلال نتائج تجربة معملية

مثال (1):

- إذا حصل تفاعل بين ( H₂ ) و ( I₂ ) حسب المعادلة: 

H₂ + I₂ → 2HI 

فإذا ظهر من التجربة أن سرعة التفاعل تتناسب طردياً مع [H₂] ، وأيضاً تتناسب طرديا مع [I₂] 

فإنه يمكن التوصل لقانون سرعة التفاعل كما يلي:

ثابت سرعة التفاعل = k 

مثال (2):

إذا حصل تفاعل بين ( H₂ ) و ( Br₂ ) حسب المعاملة : 

H₂ + Br₂ → 2 HBr 

فإذا ظهر من التجربة أن سرعة التفاعل تتناسب طرديا مع [H₂] ، وأيضاً تتناسب طرديا مع ^1/2[Br₂] 

فإنه يمكن التوصل لقانون سرعة التفاعل كما يلي:

قاعدة هامة جداً

لا يمكن كتابة قانون سرعة التفاعل بمجرد النظر للمعادلة وإنما من خلال تجربة كيميائية نجريها

كيفية التعرف على قانون سرعة التفاعل من خلال المعلومات المعطاة في السؤال

(1) الحالة الأولى:

- إذا أعطيت في السؤال المعادلة التي تمثل الخطوة المحددة لسرعة التفاعل (الخطوة البطيئة) ، فإن قانون سرعة التفاعل يساوي حاصل ضرب تراكيز المتفاعلات مرفوعاً كل مادة منها إلى اس يساوي معاملها .

تطبيق: حسب التفاعل:

 2NO_(g) + 2 H_2(g) → N_{2 (g)} + 2 H₂O _(g)

فإذا كان التفاعل يمر بالخطوات التالية:

قانون سرعة التفاعل يؤخذ من الخطوة البطيئة وهو كما يلي:

rate = k [NO]² [H₂]

ملاحظة: من القانون السابق يتبين أن:

(1) سرعة التفاعل تتناسب طردياً مع تركيز الهيدروجين  rate α [H₂]

(2) سرعة التفاعل تتناسب طردياً مع مربع تركيز أكسيد النيتروجين  rate α [NO]²

(2) الحالة الثانية:

إذا ذكر لك في السؤال أن التفاعل يمر بخطوة واحدة فقط فإن قانون سرعة التفاعل يساوي حاصل ضرب تراكيز المتفاعلات مرفوعاً كل مادة منها إلى أس يساوي معاملها في المعادلة المعطاة في السؤال.

تطبيق: حسب التفاعل:

2A _(g) + 3D _(g) → A₂D_{3 (g)}

وهذا التفاعل يمر بخطوة واحدة فقط ، لذا فإن قـانـون سـرعـة الـتـفـاعـل يؤخذ من المعادلة الاصلية مباشرة وهو كما يلي :

rate = k [A]² [D]³

(3) الحالة الثالثة:

إذا أعطيت معلومات ناتجة من تجربة كيميائية ، فإنك تستخدم هذه المعلومات لكتابة قانون سرعة التفاعل.

تطبيق: حسب التفاعل:

2NO_{2 (g)} + CO _(g) → NO_{3 (g)} + NO _(g) 

وتبين من التجربة أن سرعة التفاعل تتناسب طرديا مع ²[NO₂] فقط . 

فإن قانون سرعة التفاعل يؤخذ من المعلومات المعطاة في السؤال ، (نتائج تجربة العلاقة بين سرعة التفاعل وتراكيز المواد المتفاعلة) . لذلك فإن قانون سرعة التفاعل يصبح كما يلي: 

rate = k [NO₂]²

Answer 2

كيفية التعرف على رتبة التفاعل

ويمكن التعرف على رتبة التفاعل للمواد المتفاعلة من خلال تجارب عملية يتم فيها إيجاد العلاقة بين تركيز المادة المتفاعلة وسرعة التفاعل بشرط أن تكون تراكيز المواد المتفاعلة الأخرى ثابتة. 

- ولتوضيح ذلك نأخذ الأمثلة:

المثال الأول: 

إذا كان لدينا تفاعل من الرتبة الأولى سرعته: 

rate = k [A]

وبذلك فعند مضاعفة التركيز سوف تتضاعف سرعة التفاعل ، ويمكن تفسير ذلك كما يلي:

سرعة التفاعل تزداد مرتان .

قاعدة: إذا لاحظت أنه عند مضاعفة التركيز لمادة ما تتضاعف سرعة التفاعل فإن رتبة التفاعل بالنسبة لهذه المادة من الدرجة الأولى .

المثال الثاني: 

- إذا كان لدينا تفاعل من الرتبة الثانية سرعته: 

rate = k [A]²

وبذلك فعند مضاعفة التركيز سوف تتضاعف سرعة التفاعل أربع مرات ، ويمكن تفسير ذلك كما يلي:

 سرعة التفاعل تزداد أربع مرات .

قاعدة: إذا لاحظت انه عند مضاعفة التركيز لمادة ما تتضاعف سرعة التفاعل أربع مرات فإن رتبة التفاعل بالنسبة لهذه المادة من الدرجة الثانية.

المثال الثالث: 

- إذا كان لدينا تفاعل من الرتبة الثالثة سرعته:

rate = k [A]³

وبذلك فعند مضاعفة التركيز سوف تتضاعف سرعة التفاعل ثمان مرات، فيمكن تفسير ذلك كما يلي :

سرعة التفاعل تزداد ثمان مرات .

قاعدة: إذا لاحظت أنه عند مضاعفة التركيز لمادة ما تتضاعف سرعة التفاعل ثمان مرات فإن رتبة التفاعل بالنسبة لهذه المادة من الدرجة الثالثة.

لا يمكن كتابة قانون سرعة التفاعل بمجرد النظر للمعادلة بل من خلال تجربة مخبرية