الرئيسية بكالوريا المتابعة الزمنية لتحول كيميائي فيزياء الثالثة ثانوي

المتابعة الزمنية لتحول كيميائي فيزياء الثالثة ثانوي

المتابعة الزمنية لتحول كيميائي

تعريف التحول الكيميائي :

وهو كل تطور لجملة كيميائية من حالة ابتدائية إلى حالة نهائية ويصاحبه اختفاء أنواع كيميائية تسمى المتفاعلات وظهور أنواع كيميائية جديدة تسمى النواتج .أما من الناحية المجهرية فان التحول الكيميائي يصاحبه تغير يطرأ على البنية الداخلية لأفراد كيميائية .تسمى المتفاعلات ليعاد ترتيب ذراتها من جديد لنحصل على أفراد كيميائية جديدة تسمى النواتج .

نمذجة تحول كيميائي :

ينمذج التحول الكيميائي بمعادلة تسمى معادلة التحول الكيميائي وكمايلي :

نواتـــــــــــج → متفاعـــــــلات

- توضع أرقام تناسقية ( ستوكيومترية ) امام صيغ أو رموز الأنواع الكيميائية المتفاعلة والناتجة لموازنة المعادلة وذلك

طبقا لمبدئي انحفاظ المادة والشحنة .

- ان الارقام الستوكيومترية تعبر في المستوى العياني على كمية المادة للانواع الكيميائية المتفاعلة والناتجة ، وفي المستوي

المجهري تعبر عن عدد الأفراد المتفاعلة والناتجة .

المتفاعل المحد :

وهو المتفاعل الذي يختفي تماما عند نهاية التحول الكيميائي ، وبالتالي فهو يحد من تقدم التفاعل .

* إذا كانت المتفاعلات استعملت في الشروط الستوكيومترية فإنها تختفي كلها عند نهاية التحول الكيميائي ، ولا يوجد

بالتالي متفاعل محد .

مفهوم تقدم تفاعل كيميائي :

خلال تحول كيميائي تتطور الجملة الكيميائية من حالة ابتدائية إلى حالة نهائية بمرور الزمن ويمكن متابعة هذا التطور بواسطة مايسمى (مقدار التقدم ) ونرمز له بالرمز X ويقدر بالمول .

تذكير بقوانين الكيمياء:

تفاعلات الأكسدة والإرجاع :

1) تفاعل الأكسدة :

وهو كل تفاعل كيميائي يتم فيه فقد إلكترون أو أكثر من طرف فرد كيميائي يسمى المرجع ( مر)،( red) ويمثل تفاعل الأكسدة بمعادلة تسمى المعادلة النصفية الالكترونية للأكسدة وكمايلي : red → ox + né

2) تفاعل الإرجاع :

وهو كل تفاعل كيميائي يتم فيه اكتساب إلكترون أو أكثر من طرف فرد كيميائي يسمى المؤكسد ( مؤ )،( OX) ويمثل تفاعل الارجاع بمعادلة تسمى المعادلة النصفية الالكترونية للارجاع وكمايلي : ox + né → red

المــدة الزمنيــــة لتحــــول كيميــــائي :

1) التحــــولات الكيميائيـــة السريعــــة

نعتبر التحول الكيميائي لحظيا إذا كان تطور الجملة الكيميائية سريعا ، حيث يبلغ التحول نهايته مباشرة بعد تلامس المتفاعلات .

2) التحــــولات الكيميائيـــة البطيئــــة

نعتبر التحول الكيميائي بطيئا إذا استغرق عدة ثواني أو عدة دقائق أو عدة ساعات .

3) التحــــولات الكيميائيـــة البطيئــــة جدا

نعتبر التحول الكيميائي بطيئا جدا إذا كانت نتائج تطور الجملة الكيميائية لا تلاحظ إلا بعد عدة أيام أو أشهر أو سنوات ، ونقول حينئذ أن الجملة عاطلة حركيا .

ملاحظـة : إن التحول الكيميائي الذي يمكن متابعته عمليا هو ذلك التحول الذي لا يكون بطيئا جدا أو سريعا جدا ، ولهذا نفضل التحولات البطيئة .

- المتابعة الزمنية لتحول كيميائي

يمكن المتابعة الزمنية لجملة كيميائية كميا من أجل معرفة التركيب المولي لها في كل لحظة ،وتتم هذه المتابعة بعدة طرق أهمها:

متابعة تطور جملة كيميائية عن طريق قياس الناقلية :

قياس الناقلية النوعية(σ) لوسط تفاعلي يسمح بالمتابعة المستمرة لتقدم التفاعل خلال تطور الجملة الكيميائية.

بدلالة كمية المادة الابتدائية لمتفاعل X(t)

ملاحظـــة : * يعطى مقدار التقدم اللحظي والناقلية النوعية اللحظية والنهائية بالعبارة التالية :

* إذا كان ناتج التفاعل شاردي فان الناقلية النوعية للوسط

التفاعلي تزداد بمرور الزمن ويعطى المنحنى البياني لتغيرات

الناقلية النوعية ( σ ) بدلالة الزمن كما بالشكل التالي :

متابعة تطور جملة كيميائية عن طريق المعايـــرة

عملية المعايرة تمكن من المتابعة الزمنية لتطور جملة كيميائية .

ملاحظـــة : عند رسم مقدار التقدم ( X ) بدلالة الزمن ( t ) نجد :

زمن نصف التفاعـــــــــل :

تعريـــف : هو المدة الزمنية اللازمة لبلوغ مقدار التقدم ( X ) لتفاعل كيميائي نصف مقدار تقدمه النهائي ( f X ) ، ونرمز له بالرمز ( t _1/2) ، والهدف منه تحديد التفاعل الأسرع . t _1/2 → x_{f /2}

ملاحظـــة هامــة : يمكن حساب زمن نصف التفاعل ( ½t ) بيانيا اعتمادا

على المنحنى البياني لمقدار التقدم ( X ) بدلالة الزمن (t) وكما يلي :

السرعــة والسرعـــة الحجميــة للتفاعل :

العوامـــل الحركيــــة :

نقصد بالعوامل الحركية العناصر المؤثرة في سرعة التفاعل ، وسنهتم في دراستنا بعاملين هما

درجــة الحرارة :

يكون تطور جملة كيميائية أسرع كلما ارتفعت درجة حرارة الوسط التفاعلي .

التركيز المولي الابتدائي للمتفاعلات :

تزداد سرعة التفاعل بزيادة التركيز المولي الابتدائي للمتفاعلات أو لأحدها .

الوساطـــة :

الوسيــــط: وهو نوع كيميائي يسرع التفاعل الكيميائي دون أن يظهر في معادلة التفاعل ولا يغير في الحالة النهائية للجملة

الكيميائية .

الوساطــة : وهي عملية تأثير الوسيط على التفاعل الكيميائي ( تسريع أو تبطيء ،.... ) .

الوسوم: بكالوريا

الكاتب