درجة التفاعل الكيميائي.. المكونات المشتركة في التفاعل والتي يؤثر تركيزها في سرعة التفاعل. معدل تكون المواد الناتجة أو استهلاك المواد المتفاعلة

يقصد بدرجة التفاعل الكيميائي أس المكونات المشتركة في التفاعل والتي يؤثر تركيزها في سرعة التفاعل أو بعبارة أخرى تتحدد درجة التفاعل من مجموع أسس حدود تركيزات المواد الداخلة في الخطوة المحددة لسرعة التفاعل. ويمكن استخدام الطريقة التي تتغير بها سرعة التفاعل مع تركيز المواد المتفاعلة للتعبير عن درجة التفاعل فالتفاعل الذي سرعته تعتمد على الأس الأول لتركيز مادة من المواد المتفاعلة يسمى تفاعلاً من الدرجة الأولى First order reaction بينما يكون التفاعل الذي تتناسب سرعته مع الأس الصحيح لتركيز مادتين من المواد المتفاعلة يسمى تفاعلاً من الدرجة الثانية Second  order  reaction وبصفة عامة، فقد وجد من التجربة أن درجة التفاعل تتناسب مع الأس لتركيز المكونات المؤثرة في سرعة التفاعل ويمكن وضع هذا في الصيغة الرياضية التالية، فإذا كان لدينا التفاعل:

A + B → X

سرعة التفاعل R تتناسب مع أس التراكيز كما يلي:

R α   CAm  . CBn

R = K CAm . CBn

وهذا التفاعل تكون درجته m بالنسبة للمادة n , A بالنسبة للمادة B درجة التفاعل الكلية هي =  n + m

والصيغة العامة للتعبير عن سرعة التفاعل هي:

R = -dC/dt = K CAm . CBn                                            

dCx/dt = K CAm . CBn

وتعتمد سرعة التفاعل على معدل تكون المواد الناتجة أو استهلاك المواد المتفاعلة، أو بعبارة أخرى أدق على التركيز لكل مادة من المواد المشتركة في التفاعل بحيث يكون كل تركيز مرفوعاً إلى أس يمكن تعيينه بالتجربة. وهذا الأس قد يكون أعداداً صحيحة مثل 1، 2، 3،... وقد يكون كسراً من الواحد الصحيح، ومن الأمثلة على درجة التفاعل تدرس التفاعلات الآتية:

1.تفكك خامس أكسيد النيتروجين

2N2O5 → 4NO2 + O2

معادلة سرعة التفاعل

-dC(N2O5)/dt = K[N2O5]1

هذا تفاعل من الدرجة الأولى.

2. تفكك ثاني أكسيد النيتروجين

2NO2  →  2NO +O2  

معادلة سرعة التفاعل هي:

-dC(NO2)/dt   =  K[NO2]2

وهذا تفاعل من الدرجة الثانية. 

3. تفاعل ثلاثي إيثيل أمين مع بروميد الايثيل في محلول البنزين:

(C2H5)3N  +  C2H5Br  →  (C2H5)4NBr

بروميد رباعي إيثيل أمين    ثلاثي إيثيل أمين

معادلة سرعة التفاعل:

-dC(C2H5Br)/dt = K[C2H5Br] [(C2H5)3N]

هذا التفاعل كما يظهر من معادلة السرعة درجته الكلية هي الثانية ولكنه أيضاً تفاعل من الدرجة الأولى بالنسبة إلى مادة بروميد الايثيل وأيضاً من الدرجة الأولى بالنسبة إلى مادة ثلاثي إيثيل أمين.

4. تفكك الاستيالدهيد في الحالة الغازية، عند درجة 450ە م.

معادلة سرعة التفاعل:

CH3CHO            CH4 + CO

-dC(CH3CHO)/dt = K[CH3CHO]3/2

أي أن درجة التفاعل هي 3/2 .

 وبذلك فإنه ليس من الضروري أن تساوي درجة التفاعل أعداداً صحيحة فقد تكون درجة التفاعل تساوي صفراً، أو نصفاً أو ثلاث أنصاف أو أعداداً صحيحة (1، 2، 3،....) وتحديدها يكون فقط من معادلة سرعة التفاعل واختيار ما يطابق المعادلة مع أس التركيز وعندما يكون التفاعل من الدرجة صفر فإن هذا يدل على أن التركيز لا يؤثر في سرعة التفاعل...كما أنه من المهم جداً تأكيد عدم وجود علاقة بين وزن المعادلة الكيميائية ودرجة التفاعل كما يتضح من المثالين الأول والثاني حيث أن لهما معادلات كيميائية متشابهة من ناحية الوزن الكيميائي بينما التفاعل في المثال الأول من الدرجة الأولى وفي المثال الثاني من الدرجة الثانية.