معدل التفاعلات الكيميائية (بالإنجليزية: Reaction Rate) هو مصطلح يشير إلى معدل تغير تركيز المواد المتفاعلة في وحدة الزمن، وتتأثر هذه القيم بالعديد من المتغيرات والعوامل المتعلقة بالمواد المتفاعلة، البيئة المحيطة بالتفاعل، وطبيعة التفاعل ونوعه، ووجود أو عدم وجود العوامل المساعدة بالإضافة إلى العديد من العوامل الأخرى، مثل قيم الضغط واختلاط المواد المتفاعلة.
معدل التفاعلات الكيميائية وتعريفها
تحدث التفاعلات الكيميائية عندما تنكسر الروابط الكيميائية لذرات مادة ما لتشكل روابط جديدة من حيث الخواص الفيزيائية والكيميائية للمادة. وتنقسم هذه المواد إلى:
- تسمى المواد التي تشارك في التفاعل الكيميائي بالمواد المتفاعلة.
- تسمى المواد الناتجة عن التفاعلات بالمنتجات.
لتوضيح طريقة التفاعل بين المواد المتفاعلة والمنتجات، يتم رسم سهم بين المواد المتفاعلة والمنتجات يشير إلى اتجاه التفاعل الكيميائي. فمثلاً، تفاعل تحلل بيروكسيد الأكسجين (بالإنجليزية: Hydrogen peroxyde) هو:
2H²O² (بيروكسيد الهيدروجين) → 2H²O (ماء) + O² (أكسجين)
يتم وضع الأرقام في معادلة كيميائية تسمى المعاملات. تشير هذه الأرقام إلى عدد جزيئات المادة الداخلة في التفاعل، ويتم وضع عدد ذرات كل عنصر على طرفي معادلة حفظ المادة والتي تنص على: ومع ذلك، لا تنشأ ذرات أو تفنى أثناء التفاعل الطبيعي رد فعل.
تحديد معدل التفاعلات الكيميائية
تختلف سرعة التفاعلات الكيميائية فبعض التفاعلات تحدث بسرعة وفي وقت قصير، مثل انفجار البارود، وبعض التفاعلات قد تستغرق وقتاً طويلاً، ويعتمد ذلك على عدة عوامل تحدد سرعة التفاعل الكيميائي. ، وهي:
- طبيعة الكواشف
- حجم الجزيئات في الكواشف
- تركيز الكواشف
- ضغط المواد المتفاعلة الغازية
- درجة حرارة
- المحفزات
أنواع التفاعلات الكيميائية
هناك أنواع عديدة من التفاعلات الكيميائية، ولكن هناك تفاعلات رئيسية يمكن تصنيفها على النحو التالي:
- تفاعلات الأكسدة: (بالإنجليزية: OxidationReduction Reaction)، وفيها تتغير أعداد أكسدة الذرات، فيزداد العنصر بسبب فقدان إلكترون سالب، بينما يكتسب العنصر المؤكسد شحنة سالبة عندما يلتقط ذلك الإلكترون، مكوناً عنصر سلبي وعنصر إيجابي يتجاذبان لتكوين مركب واحد.
- التفاعلات التجميعية: (بالإنجليزية: Direct Combination Reaction)، وفيها تتحد مادتان كيميائيتان أو أكثر لتكوين منتج أكثر تعقيداً. يعد اتحاد الحديد والكبريت لتكوين كبريتيد الحديد الثنائي مثالًا على التفاعلات المركبة.
- تفاعلات التحلل: (بالإنجليزية: Chemical Decomposition or Analysis Reaction)، حيث يتم تقسيم المركب إلى أنواع كيميائية أصغر ويعتبر التحليل الكهربائي للماء إلى غاز الأكسجين والهيدروجين مثالاً على تفاعلات التحلل.
- تفاعل الاستبدال أو الاستبدال الفردي: يتميز تفاعل الاستبدال الفردي باستبدال عنصر واحد في المركب بعنصر آخر. يحدث مثال على تفاعل الاستبدال عندما يتحد الزنك مع حمض الهيدروكلوريك.
- تفاعلات الإزاحة المزدوجة: (بالإنجليزية: Metathesis أو Double Displacement Reaction) وفيها يتبادل مركبان روابط أو أيونات لتكوين مركبات مختلفة، ومن أمثلة تفاعلات الإزاحة المزدوجة حدوث بين كلوريد الصوديوم ونترات الفضة لتكوين نترات الصوديوم وكلوريد الفضة.
- التفاعلات الحمضية القاعدية: (بالإنجليزية: Acidbase Reaction) هو نوع من تفاعلات الاستبدال المزدوج التي تحدث بين الحمض والقاعدة.
- تفاعلات الاحتراق: (بالإنجليزية: Combustion Reaction) هو نوع من تفاعلات الأكسدة والاختزال، حيث تتحد مادة قابلة للاحتراق مع مؤكسد لتكوين منتجات مؤكسدة وحرارة.
- تفاعلات الأيزومرية: يتغير فيها الترتيب الهيكلي للمركب، ولكن يبقى تركيبه الذري الصافي كما هو.
تصنيف التفاعلات الكيميائية
يصنف الكيميائيون التفاعلات بعدة طرق، وبحسب طريقة التفاعل يمكن تصنيفها حسب نوع المواد المنتجة أو نوع المواد المتفاعلة أو نتائج التفاعل أو التفاعل. ويمكن تلخيص تصنيف التفاعلات الكيميائية على النحو التالي:
- جودة المواد الناتجة
- جودة الكواشف
- نتائج التفاعل
عندما يفهم علم الكيمياء والتفاعلات، تختلف النظرة إلى الشمس على أنها مجرد نجم كبير لامع، وأنها في الواقع نجم يتضمن ملايين التفاعلات الكيميائية لإنتاج الحرارة والضوء، ويمر تناول الطعام بالعديد من العمليات الكيميائية. في الجسم. ولهذا السبب يحتاج الجميع إلى فهم أهمية الكيمياء لأن كل ما يحدث في الكون يرتبط إلى حد ما بالتفاعلات الكيميائية.