תורת ההתנגשות: הגדרה וגורמים המשפיעים על קצב התגובה

תורת ההתנגשות: הגדרה וגורמים המשפיעים על שיעורי התגובה - שמעת פעם על המונח תיאוריית התנגשות? עבור סטודנטים לפיזיקה, כמובן, זה לא מונח זר. אבל לאלו מכם שלא מבינים את המשמעות, עדיף לראות את המאמר למטה כדי להכיר אותו טוב יותר. בואו נראה את הדיון.

תורת ההתנגשות: הגדרה וגורמים המשפיעים על קצב התגובה

---

תורת ההתנגשות היא הסבר איכותי כיצד מתרחשת תגובה כימית ומדוע קצב התגובה יכול להיות שונה בתגובות שונות. תורת ההתנגשות הוצעה לראשונה על ידי מקס טראוץ בשנת 1916. מקס הצהיר שכאשר חלקיקי מגיב מתנגשים זה בזה, רק כמה אחוזים מההתנגשויות גורמים לשינוי כימי המכונה התנגשות יעילה.

על מנת שתתרחש התנגשות יעילה, יש צורך כיוון ההתנגשויות המולקולריות יהיה נכון. כיוון הוא הכיוון או המיקום של המולקולות הבין מולקולריות המתנגשות. לפני שההתנגשות מתרחשת, החלקיקים דורשים אנרגיה מינימלית המכונה אנרגיית ההפעלה או אנרגיית ההפעלה (Ea). אנרגיית הפעלה היא האנרגיה המינימלית הנדרשת כדי שתתרחש תגובה. אנרגיה זו משמשת לשבירת קשרים וכן ליצירת קשרים חדשים, כך שנוצרים תוצרי התגובה.

למולקולות בתנועה יש אנרגיה קינטית. ככל שהתנועה מהירה יותר, כך האנרגיה הקינטית שהופכת לאנרגיית רטט גדולה יותר. אם האנרגיה הקינטית הראשונית גדולה, המולקולות המתנגשות רוטטות חזק וכתוצאה מכך נשברים כמה קשרים כימיים במולקולה. היווצרותם של תוצרי התגובה מתחילה עם שבירת קשרים כצעד הראשון. עם זאת, אם האנרגיה הקינטית ההתחלתית קטנה, המולקולה פשוט תקפץ ותישאר שלמה. כדי שתתרחש תגובה, יש לעמוד באנרגיית התנגשות מינימלית. לכן, כדי שתתרחש תגובה, על המולקולות המתנגשות להיות בעלות אנרגיה קינטית הכוללת או אנרגית ההפעלה (Ea). אם האנרגיה הקינטית קטנה מאנרגיית ההפעלה, המולקולה תישאר שלמה, וכתוצאה מכך לא תתרחש תגובה.

תגובות כימיות מתרחשות כאשר חלקיקי החומרים המגיבים (ריאגנטים) מתנגשים זה בזה. עם זאת, לא כל ההתנגשויות המתרחשות ייצרו חומרים חדשים. ניתן לייצר חומר חדש מהתנגשות מושלמת. התנגשות מושלמת נקראת התנגשות יעילה. חלקיקי חומרים המתנגשים זה בזה לעיתים גם אינם הופכים מיד למוצר. ההתנגשות יוצרת תחילה מולקולה מורכבת הנקראת מולקולה מורכבת מופעלת. היווצרות המולקולה המורכבת המופעלת קשורה לאנרגיית ההפעלה. אנרגיית ההפעלה (EA) היא אנרגיית ההתנגשות הנמוכה ביותר הנדרשת להיווצרות מולקולה מורכבת מופעלת כדי שהתגובה יכולה להתרחש.

תורת ההתנגשות הבסיסית

התנגשות המביאה לתגובה היא התנגשות בה לחלקיקים אנרגיה גדולה יותר מאנרגיית ההפעלה. ככל שערך אנרגיית ההפעלה נמוך יותר, התגובה מתרחשת מהר יותר.

התגובה P + Q → R + S יכולה להתרחש אם ל- P + Q יש אנרגיית הפעלה מינימלית. קיומה של אנרגיית הפעלה מינימלית מאפשר התנגשות המייצרת אנרגיה, בתנאי שאנרגיית התגובה של המגיבים היא> Ea.

תורת ההתנגשות, המבוססת על התיאוריה הקינטית של מולקולות גז, קובעת את הדברים הבאים.

• גזים מורכבים ממולקולות גז קטנות יותר מהמרחקים הבין מולקולריים.
• מולקולות גז נעות תמיד בקו ישר לכל הכיוונים.
• התנגשויות בין מולקולות הגז עם דפנות המכל הן אלסטיות לחלוטין, כלומר מולקולות הגז ישתקפו בחזרה מבלי לאבד אנרגיה.
• מהירות התנועה של מולקולות הגז מושפעת משינויים בטמפרטורה. ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך מולקולות הגז נעות מהר יותר.
• האנרגיה הקינטית הממוצעת של מולקולות גז זהה באותה טמפרטורה או שאינה מושפעת ממסתן.
• גודל קצב התגובה של תגובה כימית מושפע מכמה גורמים. אנו יכולים להתאים את קצב התגובה על ידי שינוי הגורמים המשפיעים על קצב התגובה. עם זאת, יש לזכור כי לנתוני ניסוי עם וריאציות של כמה גורמים, לא תמיד לכל הגורמים יש השפעה.

גורמים המשפיעים על קצב התגובה

גורמים המשפיעים על קצב התגובה

ריכוז

ריכוז קשור לתדירות ההתנגשויות. ממשיך להיות גדול בריכוז, עד שיש חלקיקים רבים של חומרים המגיבים. כתוצאה מכך יתכן שההתנגשויות בין החלקיקים המגיבים ימשיכו להיות גדולים וגם ההתנגשויות היעילות בין החלקיקים ימשיכו להיות גדולות. לפיכך, התגובה עמדה להמשיך להיות ברק בעיצומה.

שטח פנים

אם שטח הפנים ימשיך להיות גדול, יתכן שהמגע בין המגיבים ימשיך להיות גדול. זה יגדיל את תדירות ההתנגשויות כך שיתרחשו התנגשויות יעילות יותר. תדירות ההתנגשויות היעילות הממשיכות לגדול תגדיל את שיעור התגובה.

טֶמפֶּרָטוּרָה

כאשר הטמפרטורה עולה, האנרגיה הקינטית במולקולות המגיב עולה גם כן. נוכחות של אנרגיה קינטית גדולה גורמת לתנועה הבין מולקולרית להמשיך להיות ברקים ואקראיים. כתוצאה מכך תדירות ההתנגשויות המתרחשת תמשיך להיות גדולה, וגם התנגשויות יעילות ימשיכו לעלות כך שהתגובה תמשיך להיות ברק מהיר.

זָרָז

זרז הוא חומר שיכול להאיץ את קצב התגובה מבלי לעבור שינויים כימיים קבועים או קבועים, כך שבסוף התגובה ניתן יהיה להחזיר את החומר. זרזים מחולקים ל -2, כלומר זרזים הומוגניים וזרזים הטרוגניים.

זרז הומוגני הוא זרז בעל שלב זהה לשלב המגיבים. מאידך, זרזים הטרוגניים הם זרזים בעלי שלב שונה משלב המגיב. באופן כללי, משתמשים בזרזים הטרוגניים בצורה מוצקה. בינתיים, המגיבים הם גזים.

הצטברות הזרז מובילה להתרחשות שלבי תגובת בונוס החולקים מסלול אחר עם אנרגיית הפעלה נמוכה יותר (Ea). אנרגיית הפעלה (Ea) היא האנרגיה המינימלית שיש להחזיק או לתת לחלקיק על מנת שההתנגשות תניב תגובה. שלבי תגובת הבונוס הם בצורה של מושב כריכת זרז ומושב שחרור זרזים בסוף התגובה. לזרזים יש אופי מיוחד, כלומר, הם יכולים רק לתרום לתגובה מסוימת.

הזרז פועל להורדת אנרגיית ההפעלה. נוכחות של זרז תגרום לתגובה להתרחש במספר מפגשים. סדרת שלבי התגובה בתגובה כימית מכונה מנגנון התגובה. פגישות תגובה איטיות מאוד במנגנון תגובה, כלומר הפגישה הקובעת את התגובה.

זו הסקירה של אודות Knowledge.co.id על אודות תורת ההתנגשות, עשוי להיות שימושי.