نظرية الاصطدام: التعريف والعوامل المؤثرة في معدل التفاعل

نظرية الاصطدام: التعريف والعوامل المؤثرة في معدلات التفاعل - هل سمعت من قبل عن مصطلح نظرية الاصطدام؟ بالنسبة لطلاب الفيزياء ، بالطبع ، هذا ليس مصطلحًا أجنبيًا. لكن بالنسبة لأولئك الذين لا يفهمون المعنى ، من الأفضل الاطلاع على المقالة أدناه للتعرف عليه بشكل أفضل. دعونا نرى المناقشة.

نظرية الاصطدام: التعريف والعوامل المؤثرة في معدل التفاعل

---

نظرية الاصطدام هي تفسير نوعي لكيفية حدوث تفاعل كيميائي ولماذا يمكن أن يختلف معدل التفاعل باختلاف التفاعلات. اقترح ماكس تراوتز نظرية الاصطدام لأول مرة في عام 1916. ذكر ماكس أنه عندما تصطدم الجسيمات المتفاعلة ببعضها البعض ، فإن نسبة قليلة فقط من الاصطدامات تسبب تغيرًا كيميائيًا يُعرف باسم الاصطدام الفعال.

من أجل حدوث تصادم فعال ، من الضروري أن يكون اتجاه التصادمات الجزيئية صحيحًا. الاتجاه هو اتجاه أو موضع تصادم الجزيئات بين الجزيئات. قبل حدوث الاصطدام ، تتطلب الجسيمات الحد الأدنى من الطاقة المعروف باسم طاقة التنشيط أو طاقة التنشيط (Ea). طاقة التنشيط هي الحد الأدنى من الطاقة المطلوبة لحدوث التفاعل. تُستخدم هذه الطاقة لكسر الروابط وكذلك لتكوين روابط جديدة ، بحيث تتشكل نواتج التفاعل.

الجزيئات المتحركة لها طاقة حركية. كلما كانت الحركة أسرع ، زادت الطاقة الحركية التي يتم تحويلها إلى طاقة اهتزازية. إذا كانت الطاقة الحركية الأولية كبيرة ، فستهتز الجزيئات المتصادمة بقوة ، مما يؤدي إلى تكسر بعض الروابط الكيميائية في الجزيئات. يبدأ تكوين نواتج التفاعل بكسر الروابط كخطوة أولى. ومع ذلك ، إذا كانت الطاقة الحركية الأولية صغيرة ، فإن الجزيء سوف يرتد ببساطة ويبقى سليمًا. لحدوث رد فعل ، يجب استيفاء الحد الأدنى من طاقة الاصطدام. لذلك ، من أجل حدوث تفاعل ، يجب أن يكون للجزيئات المتصادمة طاقة حركية كلية تساوي أو تزيد عن طاقة التنشيط (Ea). إذا كانت الطاقة الحركية أقل من طاقة التنشيط ، فسيظل الجزيء سليمًا ، مما يؤدي إلى عدم حدوث أي تفاعل.

تحدث التفاعلات الكيميائية عندما تتصادم جسيمات المواد المتفاعلة (الكواشف) مع بعضها البعض. ومع ذلك ، لن ينتج عن كل الاصطدامات التي تحدث مواد جديدة. يمكن إنتاج مادة جديدة من تصادم كامل. الاصطدام المثالي يسمى الاصطدام الفعال. أحيانًا لا تتحول جزيئات المواد التي تتصادم مع بعضها إلى منتج على الفور. يشكل الاصطدام أولاً جزيئًا معقدًا يسمى جزيء معقد نشط. يرتبط تكوين الجزيء المعقد المنشط بطاقة التنشيط. طاقة التنشيط (EA) هي أقل طاقة تصادم مطلوبة لتكوين جزيء معقد منشط بحيث يمكن أن يحدث التفاعل.

نظرية الاصطدام الأساسية

التصادم الذي ينتج عنه تفاعل هو تصادم يكون فيه للجسيمات طاقة أكبر من طاقة التنشيط. كلما انخفضت قيمة طاقة التنشيط ، زادت سرعة التفاعل.

يمكن أن يحدث التفاعل P + Q → R + S إذا كان لدى P + Q طاقة تنشيط دنيا. يسمح وجود الحد الأدنى من طاقة التنشيط بحدوث تصادم ينتج طاقة ، بشرط أن تكون طاقة تصادم المادة المتفاعلة> Ea.

تنص نظرية الاصطدام ، القائمة على النظرية الحركية لجزيئات الغاز ، على ما يلي.

• تتكون الغازات من جزيئات غاز أصغر من المسافات بين الجزيئات.
• تتحرك جزيئات الغاز دائمًا في خط مستقيم في جميع الاتجاهات.
• التصادم بين جزيئات الغاز وجدران الحاوية مرن تمامًا ، مما يعني أن جزيئات الغاز ستنعكس مرة أخرى دون فقد الطاقة.
• تتأثر سرعة حركة جزيئات الغاز بالتغيرات في درجة الحرارة. كلما ارتفعت درجة الحرارة ، زادت سرعة حركة جزيئات الغاز.
• متوسط ​​الطاقة الحركية لجزيئات الغاز هو نفسه عند نفس درجة الحرارة أو لا يتأثر بكتلتها.
• يتأثر حجم معدل تفاعل تفاعل كيميائي بعدة عوامل. يمكننا ضبط معدل التفاعل عن طريق تغيير العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل. ومع ذلك ، ضع في اعتبارك أنه بالنسبة لبيانات التجربة مع وجود اختلافات في عدة عوامل ، لا يكون لجميع العوامل دائمًا تأثير.

العوامل المؤثرة في معدل التفاعل

العوامل المؤثرة في معدل التفاعل

تركيز

التركيز مرتبط بتكرار الاصطدامات. يستمر في أن يكون كبيرًا في التركيز ، حتى يكون هناك العديد من جزيئات المواد المتفاعلة. نتيجة لذلك ، من الممكن أن تستمر التصادمات بين الجسيمات المتفاعلة في التزايد ، كما ستستمر التصادمات الفعالة بين الجسيمات في الازدياد. وبالتالي ، كانت الاستجابة على وشك أن تستمر في التقدم.

مساحة السطح

إذا استمرت مساحة السطح في الاتساع ، فمن الممكن أن يستمر حجم الاتصال بين المواد المتفاعلة أيضًا. سيؤدي ذلك إلى زيادة تكرار الاصطدامات بحيث تحدث أيضًا تصادمات أكثر كفاءة. سيزيد تواتر الاصطدامات الفعالة التي تستمر في الزيادة من معدل الاستجابة.

درجة حرارة

عندما تزداد درجة الحرارة ، تزداد أيضًا الطاقة الحركية في جزيئات المادة المتفاعلة. يتسبب وجود طاقة حركية كبيرة في أن تستمر الحركة بين الجزيئات في كونها برقًا وعشوائية. نتيجة لذلك ، سيستمر تكرار الاصطدامات التي تحدث في أن تكون كبيرة ، وستستمر التصادمات الفعالة أيضًا في الزيادة بحيث تستمر الاستجابة بسرعة البرق.

عامل حفاز

المحفز هو مادة يمكنها تسريع معدل الاستجابة دون الخضوع لتغيرات كيميائية دائمة أو دائمة بحيث يمكن استعادة المادة في نهاية الاستجابة. المحفزات مقسمة إلى 2 ، وهما محفزات متجانسة ومحفزات غير متجانسة.

المحفز المتجانس هو محفز له نفس طور المواد المتفاعلة. من ناحية أخرى ، فإن المحفزات غير المتجانسة عبارة عن محفزات لها طور مختلف عن طور المادة المتفاعلة. بشكل عام ، تستخدم المحفزات غير المتجانسة في صورة صلبة. وفي الوقت نفسه ، المتفاعلات عبارة عن غازات.

يؤدي تراكم المحفز إلى حدوث مراحل استجابة إضافية تشترك في مسار آخر مع طاقة تنشيط أقل (Ea). طاقة التنشيط (Ea) هي الحد الأدنى من الطاقة التي يجب امتلاكها أو إعطاؤها للجسيم حتى ينتج الاصطدام استجابة. تكون مراحل استجابة المكافأة في شكل جلسة ربط محفز وجلسة إطلاق محفز في نهاية الاستجابة. المحفزات لها طبيعة خاصة ، أي أنها يمكن أن تسهم فقط في استجابة معينة.

المحفز يعمل على خفض طاقة التنشيط. سيؤدي وجود عامل حفاز إلى حدوث الاستجابة على مدى عدة جلسات. تسمى سلسلة خطوات الاستجابة في الاستجابة الكيميائية آلية الاستجابة. جلسات الاستجابة بطيئة جدًا في آلية الاستجابة ، وهي جلسة تحديد معدل الاستجابة.

هذا هو الاستعراض من حول Knowledge.co.id حول نظرية الاصطدام, ربما يكون مفيدا.