الكيمياء الحركية

الكيمياء الحركية

التطورات الرتيبة


الوحدة
01 تطور آميات مادة المتفاعلات والنواتج خلال تحول آيميائي في محلول مائي
الكيمياء الحركية
-1 - تعريف


الكيمياء الحركية
( أو الحركية الكيميائية ) هي علم يهتم ويختصّ بدراسة معدّل التغيّر في سرعة التفاعلات الكيميائية والعوامل
المؤثرة فيها ، مثل الضغط ودرجة الحرارة والتركيز والعوامل الحفازة .


يمكن لجملة كيميائية أن تتطور تحت تأثير تفاعل أو مجموعة تفاعلات كيميائية ، من حالتها الابتدائية إلى حالتها النهائية ، حيث يكون
هذا التحوّل إما آنيا أو سريعا أو بطيئا أو بطيئا جدّا
.


2
- المدة الزمنية لتحوّل آيميائي


سريع وبطئ صفتان نسبيتان
<< ...
ماذا كان سيقول إسحاق نيوتن عن سرعة عربته التي تجرها مجموعة من الأحصنة لو شاهد صاروخا وهو يعبر أجواء ضيعته
بضواحي لندن آنذاك ؟ طبعا لا يسعه إلا أن يقول أن عربته متوقفة ....>>


معنى هذا أن السرعة والبطء صفتان نسبيتان ، فإذا ما قارنّا مدّتي حدوث ظاهرتين يمكن أن نجزم أن حدوث إحداهما أسرع أو أبطأ من
حدوث الأخرى
. لكن أن نقول أن هذه الظاهرة تحدث بسرعة أو ببطء ، فهذا يحتاج لمرجع للسرعة والبطء .


مثلا في التحولات الكيميائية ، نقول أن التحوّل الكيميائي سريع أو بطئ حسب التقنية التي نتابع بواسطتها هذا التحول
.


التقنيات المتاحة في برنامجنا هي
:


1
– قياس الناقلية


2
– المعايرة الحجمية


3
– الملاحظة بالعين المجرّدة
من أجل متابعة تطور جملة كيميائية خلال الزمن يجب أن نستعمل تقنية لقياس مقدار متغير خلال هذا التطور ، مثل تركيز أحد ♦


المتفاعلات أو أحد النواتج
.


قياس مقدار فيزيائي لا يمكن أن يكون آنيا ، بل يحتاج إلى مدة زمنية ، بحيث تتعلق هذه المدة الزمنية بالتقنية المتبعة في هذا القياس
. ♦


أمثلة
تقنية المعايرة
: تدوم بعض الدقائق .


يدوم بعض الثواني
. : pH قياس ال
قياس ناقلية محلول : تدوم كسرا من الثانية .


التفاعل الكيميائي البطيء
:


نقول عن تفاعل كيميائي أنه بطئ بالنسبة لتقنية قياس معينة إذا كانت كمية المقدار
المقاس لا تتغير كثيرا أثناء عملية القياس
.
( طبعا ، تتغير كثيرا أو قليلا بالنسبة للكميات الابتدائية ) .


التفاعل الكيميائي السريع
:


نقول عن تفاعل كيميائي أنه سريع بالنسبة لتقنية قياس معيّنة إذا كانت كمية المقدار
المقاس تتغير بصفة محسوسة أثناء عملية القياس
.


ملاحظة
1 : بعض التفاعلات الكيميائية تعتبر سريعة مهما آانت التقنية المستعملة .
( 0,1 s هذه التفاعلات تُقاس مدتها بالنسبة للديمومة الشبكية (حوالي
ملاحظة
2


بعض التفاعلات الكيميائية
( خاصة في الكيمياء العضوية ) تُعتبر بطيئة إذا تابعنا تطوّرها بتقنية النّاقلية ، وتُعتبر سريعة جدّا إذا تابعنا
تطوّرها بواسطة تقنية المعايرة المتتالية .


لنفسّر هذا
:


كل ما في الأمر أنه عندما نستعمل تقنية قياس الناقلية ، حيث نعلم أن هذه الطريقة تحتاج إلى كسر من الثانية لمعرفة النتيجة ، في هذه
المدة التي استغرقتاها في القياس لم تتغير كمية المقدار المقاس بقيمة محسوسة ، لهذا اعتبرنا التفاعل بطيئا
.


أما كمية المقدار المتغير فتكون محسوسة عندما نتبع تقنية المعايرة ، لأن المعايرة تستغرق مدة تُعدّ بالدقائق
.


وكأني أسمعك تقول
: ما هذا الهراء ؟ هل يمكن أن يكون نفس التفاعل في نفس الشروط مرة بطيئا ومرة سريعا ؟


إليك هذا المثال البسيط
:


منبع مائي يصبّ في حوض صغير
. فلاح يأخذ الماء من الحوض ويذهب به محملا أياه على دوابّه حوالي 3 كم ليسقي به زرع حديقته ،
بحيث يترك الحوض فارغا . لما يرجع لأخذ الماء مرة ثانية يجد الحوض على وشك الامتلاء .


اشترى هذا الفلاح جرارا واستعمله لنقل نفس الكمية من الماء لحديقته ، فلما رجع لأخذ الماء مرة ثانية وجد كميته في الحوض قليلة
.


هل سيقول الفلاح أن الماء سابقا كان يصب في الحوض بسرعة أما اليوم
(بعد شراء الجرار) أصبح يصب ببطء ؟ طبعا لا .


في الحقيقة لم يتغيّر أي شيء ، وإنما التقنية تغيرت من بدائية
(استعمال الدواب) إلى شبه حديثة (استعمال الجرار) .


بالنسبة للتقنية الأولى التي مدتها طويلة وجدنا آمية الماء في الحوض كبيرة ، حيث أن هذه الكمية تمثّل بالنسبة لنا كمية المتغير ، أما
بالنسبة للتقنية الثانية التي مدتها قصيرة وجدنا كمية الماء في الحوض قليلة
. وهذا يتطابق مع تفاعل سريع وتفاعل بطيء
نتيجة
من أجل متابعة تطوّر جملة كيميائية يجب دائما اختيار تقنية قياس ، بحيث يكون التفاعل
المدروس بطيئا نسبة لهذه التقنية .