عندما تكون طاقة التنشيط للمركب النشط عالية ، يكون معدل التفاعل الكيميائي مرتفعًا
المركب النشط هو الحالة الوسيطة عندما تتحول المواد المتفاعلة إلى نواتج ، وطاقة التنشيط هي الفرق بين طاقة المركب النشط وطاقة المواد المتفاعلة ، وهي الطاقة اللازمة لكسر الروابط بين الجزيئات المتفاعلة لتكسيرها. حرة وتتفاعل مع بعضها البعض ، والمجمع نشط.
ما عليك إلا إذا:
- عندما تكون طاقة التنشيط عالية ، يكون التفاعل بطيئًا
- عندما تكون طاقة التنشيط منخفضة ، يكون التفاعل سريعًا
هذا لأن الجزيئات المتفاعلة يجب أن يكون لديها طاقة كافية للتغلب على حاجز يسمى حاجز طاقة التنشيط ، والذي يشبه التل ، يجب أن تعبر المواد المتفاعلة قبل أن تتمكن من الانتقال إلى الجانب الآخر ، المنتجات.
يجب أن يكون لدى المرء فهم أفضل لطاقة التنشيط والمركب النشط ليتمكن من شرح العلاقة بينهما وإتمامها ، ودعنا نبدأ بتخيل تفاعل كيميائي بين المتفاعل A والمتفاعل B ، وهل المواد الناتجة هي المنتج D و المنتج E ، من المنطقي أن تتصادم المواد المتفاعلة مع بعضها البعض وتتفاعل لتشكيل المنتجات ،
العوامل التي تحسن معدل التفاعل الكيميائي
هناك العديد من العوامل التي تعمل على تحسين معدل التفاعلات الكيميائية ، مثل:
- وجود المحفزات
- زيادة درجة الحرارة
- زيادة في تركيز المواد المتفاعلة
يخلق تفاعل المواد المتفاعلة مع بعضها البعض معقدًا نشطًا ، وهو معقد AB ، ويتكون هذا المركب فقط مع طاقة تنشيط كافية ، وطاقة المركب النشط أعلى من طاقة المواد المتفاعلة ، وهذا يلعب دورًا كبيرًا . في عدم استقرار المواد المتفاعلة ، وإذا كانت طاقة المعقد غير كافية لتكوين النواتج ، يعود التفاعل في الاتجاه المعاكس لتشكيل المواد المتفاعلة مرة أخرى ، ولكن إذا كانت الطاقة كافية ، يتم تشكيل المنتجات.
يتم إنتاج التفاعلات وتتشكل المواد الناتجة في بعض الحالات
- في درجة حرارة الغرفة: إذا تم خلط المواد معًا ، ويتم تنشيط عدد كافٍ من الجزيئات في درجة حرارة الغرفة
- عندما يتم إعطاء الطاقة لتنشيط عدد صغير من الجزيئات ، يمكن لهذه الجزيئات بعد تفاعلها أن تعطي طاقة ، وهذه الطاقة تنشط الجزيئات المتبقية ، وبالتالي يستمر التفاعل الكيميائي
- في بعض الأحيان ، يجب توفير الطاقة باستمرار للمواد المتفاعلة للوصول إلى الحالة النشطة ، ومواصلة التفاعل.
يعتمد معدل التفاعل على عدد من العوامل ، بما في ذلك:
- طاقة التفعيل
- درجة الحرارة ، كلما ارتفعت درجة الحرارة ، كان التفاعل أسرع
إذا زادت درجة الحرارة ، تزداد الطاقة الحركية للمواد المتفاعلة ، مما يزيد من فرصة حصول المتفاعلات على الطاقة اللازمة لعبور حاجز التنشيط.
المحفزات تزيد من معدل التفاعلات الكيميائية
يلعب المحفز دورًا رئيسيًا في زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية ، سواء بشكل مباشر أو غير مباشر. على سبيل المثال ، يمكن للمحفز تقليل درجة الحرارة أو الضغط المطلوب لبدء تفاعل كيميائي ، دون استهلاك المحفز في التفاعل الكيميائي ، مما يعني أن سوف يدخل المحفز. ويترك التفاعل كما هو. ويؤدي وظيفته الأساسية فقط في تسهيل التفاعل.
أثناء التفاعل الكيميائي ، نعلم جميعًا أن الروابط بين المواد المتفاعلة تنكسر لسهولة التفاعل فيما بينها ، مما يخلق منتجًا مؤقتًا هو المركب النشط ، ثم يتم إذابة المواد الناتجة عن تكوينه ، في نفس الوقت ، يتم كسر الروابط وإعادة ترتيبها وبنائها ، وترتبط الذرات بجزيئات جديدة ، ويعمل المحفز لإكمال التفاعل
- خفض طاقة المركب النشط ، وهو حاجز للطاقة يجب على المتفاعلات عبوره حتى يحدث تفاعل كيميائي
- تعمل المحفزات على تسريع تكسير الروابط بين المواد المتفاعلة والترابط بين المواد الكيميائية وتشكيل روابط جديدة للحصول على منتجات جديدة.
- ينتج عن استخدام المحفز في تفاعل كيميائي تفاعل أسرع
- تساهم المحفزات في انتقائية التفاعلات ، أي أنها تساهم في توجيه التفاعلات لتشكيل المنتج المطلوب وتقليل المنتج غير المرغوب فيه بشكل كافٍ ، وباستخدام محفز ، يمكن أن تنشأ جودة المواد من التحكم الجزئي.
- المحفزات شائعة الاستخدام هي الإنزيمات ، المحفزات الحمضية القاعدية ، المحفزات غير المتجانسة
تعتمد آلية التحفيز على طريقتين:
- يعني خفض الطاقة الانتقالية أن المحفزات تخفض طاقة المركب النشط
- تغيير آلية التفاعل ، مما يؤدي إلى تغيير في طاقة الحالة الانتقالية
أن تكون في الاتجاه الصحيح هو شرط لحدوث تصادم فعال
أحد شروط وجود تفاعل كيميائي هو حدوث تصادم بين الجزيئات الكيميائية ، وكلما زاد عدد الجزيئات التي تصطدم بعضها ببعض ، زادت سرعة التفاعل بينها. هذا يجب أن يتحقق:
- تصطدم الجسيمات في الاتجاه الصحيح ليكون التصادم فعالاً
- يجب أن تكون طاقة الاصطدام كافية لكسر الروابط بين المواد المتفاعلة
الاصطدام الفعال هو الاصطدام في الاتجاه الصحيحيجب أن تتصادم الجزيئات بشكل صحيح بحيث تنكسر الروابط بين المواد المتفاعلة وتشكل روابط جديدة لتكوين المواد الناتجة ، ويجب أن تكون الجزيئات موجهة بشكل صحيح تجاه بعضها البعض بحيث لا يكون التصادم عشوائيًا بدون هدف واضح ، أي تكوين المادة. المواد الناتجة.
طاقة التفعيل: طاقة التنشيط هي الحد الأدنى من الطاقة المطلوبة للجزيئات لتحقيق تصادم فعال ، والمعروف أيضًا باسم حاجز الطاقة الذي يجب أن تعبر الجزيئات حتى يحدث التفاعل
هناك نقاط أساسية يجب معرفتها في كل تفاعل كيميائي ، مثل:
- يحدث التفاعل الذي يتطلب طاقة تنشيط منخفضة أسرع من التفاعل الذي يتطلب طاقة تنشيط عالية
- يتطلب التفاعل مع طاقة تنشيط عالية قدرًا كبيرًا من الطاقة لبدء التفاعل ، ويجب تطبيق كمية أعلى من الحرارة على التفاعل بطاقة تنشيط عالية لعبور حاجز طاقة التنشيط وإنتاج جزيئات المتفاعلة بدرجة كافية. الطاقة لبدء التفاعل.
العلاقة بين طاقة التنشيط ودرجة الحرارة
مع زيادة درجة الحرارة ، تزداد الطاقة الحركية للمواد المتفاعلة ، وكذلك قدرة الجزيئات المتفاعلة على عبور الحاجز المركب النشط والوصول إلى المنتجات.
كما أنه من الضروري زيادة درجة الحرارة بحيث يحدث التصادم الفعال بين الجزيئات المتفاعلة ، مما يؤدي إلى تفاعل ناجح بعد التغلب على حاجز طاقة التنشيط ، أي جميع العوامل مع بعضها البعض في النهاية. ابحث عن المنتجات.
ولكن إذا تم خفض درجة الحرارة ، تقل قدرة الجزيئات على عبور حاجز طاقة التنشيط ، وبالتالي لا يحدث التفاعل ، ولا تتشكل المواد الناتجة.
