ما الذي يسبب زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية

ما الذي يسبب زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية ؟ فالتفاعل الكيميائي هو عبارة عن تكسير روابط كيميائية، في المواد المتفاعلة، لإنتاج روابط جديدة، في المواد الناتجة، مما يؤدي إلى تكوين مواد جديدة مختلفة، في صفاتها الكيميائية والفيزيائية معًا، ولكن هنالك العديد من العوامل التي تؤثر عليه وتزيد من سرعته، وهذا ما سنوضحه لاحقًا في هذا المقال.

معدل سرعة التفاعل

معدل سرعة التفاعل هو عبارة عن السرعة التي يتقدم فيها التفاعل الكيميائي، والتي يتمّ التعبير عنها عادةً بأنها تركيز المواد الناتجة في وحدة الزمن أو تركيز المواد المتفاعلة المستهلكة في وحدة الزمن.[1]

ما الذي يسبب زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية

يتأثر معدل التفاعل الكيميائي بعدة عوامل، والذي يزداد عند وجود العوامل التي تزيد من التَّصادمات بين الجزيئات، ويقل بوجود العوامل التي تقلل منها، ومن هذه العوامل ما يأتي: [2][3]

تركيز المواد المُتفاعلة

يؤدي زيادة تركيز المواد المُتفاعلة إلى المزيد من التصادمات الفعالة خلال وحدة الزمن، مما يزيد من معدل التفاعل، وينتج عن ذلك أيضًا ارتباط زيادة تركيز المواد الناتجة بانخفاض معدل التفاعل.

درجة الحرارة

يترافق ارتفاع درجات الحرارة بزيادة معدل التفاعل عادةً، حيث يزيد ارتفاع الحرارة من معدل الطاقة الحركية لجزيئات المادة، وبالتالي زيادة التصادمات بينها خلال وحدة الزمن، كما قد وُجِد أن معدل التفاعل لأغلب التفاعلات الكيميائية (ليس جميعها) يتضاعف عند زيادة درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية، ولكنه قد يتباطئ بوصول درجة الحرارة إلى درجة معينة.

طبيعة وسط التفاعل

يتأثر معدل التفاعل الكيميائي بالوسط الذي يحدث فيه، حيث يختلف معدل التفاعل إذا كان الوسط سائلًا، أو صلبًا، أو غازيًا، أو مائيًا، أو عضويًا، أو قطبيًا، أو غير قطبي، كما يتأثر معدل التفاعل بشكل وحجم المواد المتفاعلة إذا كانت صلبةً، بالإضافة إلى مساحة السطح بالنسبة للمواد السائلة والصلبة.

الضغط

يؤدي زيادة الضغط في التفاعل إلى تحسين احتمالية تفاعل المواد المتفاعلة معًا، وبالتالي زيادة معدل التفاعل، ويعدّ هذا العامل مهمًّافي التفاعلات التي تحتوي غازات، على عكس تفاعلات المواد الصلبة والسائلة، حيث لا يعتبر حينها عاملاً مهمّاً.

المزج

يزيد معدل التفاعل الكيميائي نتيجة مزج المواد المتفاعلة معًا؛ حيث يُساعد على زيادة قدرتها على التفاعل.

وجود المواد المحفِّزة أو المسّرعة

تعمل المحفزات كالإنزيمات مثلا على تقليل طاقة تنشيط التفاعل الكيميائي وزيادة معدل التفاعل، وذلك من خلال زيادة معدل التصادمات بين المواد المتفاعلة، وزيادة فعاليتها، وبالتالي تقليل الترابط بين جزيئات المواد المتفاعلة أو منح كثافة إلكترونية لها ليصل التفاعل إلى الإتزان بسرعة أكبر، بالإضافة إلى وجود تأثير للعوامل كيميائية الأخرى مثل درجة حموضة المحاليل الكيميائية التي تغيِّر معدل التفاعل، وبعض الجزيئات الكيميائية التي تتنافس مع المواد المتفاعلة، أو تغيِّر الاتجاه أو الكثافة الالكترونية أو الترابط أو غيرها، وبالتالي تقلِّل معدل التفاعل.

مساحة السطح

كلما زادت مساحة السطح المتاحة للتفاعل مع الجزيئات الأخرى، زادت سرعة حدوث التفاعل، زيادة مساحة السطح تعني المزيد من الاصطدامات، والمزيد من الاصطدامات يعني المزيد من فرص حدوث الاصطدام الصحيح، إذا تفاعلت مادة صلبة مع سائل، فسيحدث التفاعل بشكل أسرع إذا تم استخدام قطع أصغر من المادة الصلبة. هذا لأنه مع القطع الأصغر، يكون هناك مساحة أكبر لتفاعل المادة الصلبة مع السائل، وبالتالي يمكن أن يستمر التفاعل بشكل أسرع، إذ لا تضطر الجزيئات الموجودة داخل المادة الصلبة إلى الانتظار طويلاً للتفاعل مع السائل، هذا يعني أنه بشكل عام، كلما زادت مساحة السطح، كان معدل التفاعل أسرع.

إلى هنا نأتي إلى ختام هذا المقال الذي أجبنا فيه عن سؤال ما الذي يسبب زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية ؟ وعرفنا تأثير كل من تركيز المواد المتفاعلة، درجة الحرارة، الضغط، طبيعة وسط التفاعل، المزج ووجود المواد المحفزة أو المسرعة على سرعة التفاعل.