قياس سرعة التفاعل الكيميائي Measurement of chemical reaction velocity
يلاحظ في أي تفاعل كيميائي أن تركيز المواد الداخلة في التفاعل سواء كانت متفاعلة أو ناتجة تتغير مع الزمن وكذلك خصائصها، ولذا يمكن قياس سرعة التفاعل الكيميائي بقياس أي متغير مناسب، ثم إيجاد العلاقة التي تربطه بالتفاعل وتغيره مع الزمن، ويجب اختيار المتغير المناسب الذي يمكن قياسه بسهولة وأن يتغير تغيراً واضحاً طوال مدة التفاعل حتى يكون القياس دقيقاً ويسمح بالتفريق بين التراكيب المختلفة التي تنتج بمرور الوقت حيث أن لكل تفاعل ظروفه الخاصة به وهناك نوعان من الطرق لقياس سرعة التفاعل وهي الطرق الفيزيائية والطرق الكيميائية.
وتفضل الطرق الفيزيائية المستعملة في تتبع سير التفاعل الكيميائي على الطرق الكيميائية وذلك لأنها لا تحدث اضطراباً في المجموعة، ومن أمثلة هذه الطرق تتبع التغير في:
1- الضغط.
3- معامل الانكسار.
2- الكثافة الضوئية.
4- الرقم الهيدروجيني.
5 - التوصيل الحراري.
6- الحجم.
7- المقاومة الكهربية.
وعندما يكون استعمال إحدى الطرق الفيزيائية ممكناً فإنه أفضل بكثير من الطرق الكيميائية التي تصاحبها صعوبة عند التطبيق.
أما أبسط الطرق الكيميائية هي تحليل عينات من الخليط في فترات مختلفة بعد بدء التفاعل وذلك لمعرفة كمية المواد الناتجة أو الباقية من حجم معين وبعد زمن بعيد وإيقاف التفاعل بعد زمن معين لمعرفة تركيز المواد المتفاعلة أو الناتجة يتم إما بتبريد للوعاء الذي يحتوي على العينة فجائياً لدرجة حرارة أقل بكثير من الدرجة التي يسير فيها التفاعل أو بإضافة مواد كيميائية أخرى لإيقاف التفاعل.
ويجب أن يتم ذلك سريعاً حتى لا يحدث تغير واضح في التركيز أثناء أخذ العينات ثم تحلل بعد ذلك العينة أما بالمعايرة أو بأي طريقة أخرى.
ويجب ملاحظة أنه كلما كانت أغلب التفاعلات الكيميائية تتأثر بالحرارة فإنه يلزم أن يجرى التفاعل المراد قياس سرعته في وسط ضابط للحرارة (Thermostat) فتكون درجة الحرارة خلال التفاعل ثابتة وفي بعض الحالات يجب أيضاً التحكم في الضغط.
يلاحظ في أي تفاعل كيميائي أن تركيز المواد الداخلة في التفاعل سواء كانت متفاعلة أو ناتجة تتغير مع الزمن وكذلك خصائصها، ولذا يمكن قياس سرعة التفاعل الكيميائي بقياس أي متغير مناسب، ثم إيجاد العلاقة التي تربطه بالتفاعل وتغيره مع الزمن، ويجب اختيار المتغير المناسب الذي يمكن قياسه بسهولة وأن يتغير تغيراً واضحاً طوال مدة التفاعل حتى يكون القياس دقيقاً ويسمح بالتفريق بين التراكيب المختلفة التي تنتج بمرور الوقت حيث أن لكل تفاعل ظروفه الخاصة به وهناك نوعان من الطرق لقياس سرعة التفاعل وهي الطرق الفيزيائية والطرق الكيميائية.
وتفضل الطرق الفيزيائية المستعملة في تتبع سير التفاعل الكيميائي على الطرق الكيميائية وذلك لأنها لا تحدث اضطراباً في المجموعة، ومن أمثلة هذه الطرق تتبع التغير في:
1- الضغط.
3- معامل الانكسار.
2- الكثافة الضوئية.
4- الرقم الهيدروجيني.
5 - التوصيل الحراري.
6- الحجم.
7- المقاومة الكهربية.
وعندما يكون استعمال إحدى الطرق الفيزيائية ممكناً فإنه أفضل بكثير من الطرق الكيميائية التي تصاحبها صعوبة عند التطبيق.
أما أبسط الطرق الكيميائية هي تحليل عينات من الخليط في فترات مختلفة بعد بدء التفاعل وذلك لمعرفة كمية المواد الناتجة أو الباقية من حجم معين وبعد زمن بعيد وإيقاف التفاعل بعد زمن معين لمعرفة تركيز المواد المتفاعلة أو الناتجة يتم إما بتبريد للوعاء الذي يحتوي على العينة فجائياً لدرجة حرارة أقل بكثير من الدرجة التي يسير فيها التفاعل أو بإضافة مواد كيميائية أخرى لإيقاف التفاعل.
ويجب أن يتم ذلك سريعاً حتى لا يحدث تغير واضح في التركيز أثناء أخذ العينات ثم تحلل بعد ذلك العينة أما بالمعايرة أو بأي طريقة أخرى.
ويجب ملاحظة أنه كلما كانت أغلب التفاعلات الكيميائية تتأثر بالحرارة فإنه يلزم أن يجرى التفاعل المراد قياس سرعته في وسط ضابط للحرارة (Thermostat) فتكون درجة الحرارة خلال التفاعل ثابتة وفي بعض الحالات يجب أيضاً التحكم في الضغط.
التسميات
كيمياء