Kinetic Hamayesh

‫به نام خدا‬

‫مفهومسرعت‬ ‫تغيير وضعيت يک پديده در زمانمعينسرعتآن پديدهمیگويند‪.‬بهطور‬ ‫‪ 120‬کيلومتردرساعت حرکتمی‬ ‫مثال وقتیگفتهمیشود اتومبيلی باسرعت‬ ‫‪ 150‬کلمه در دقيقهمی خواندسرعتميزان تغييرموقعيت‬ ‫کند ياشخصی‬ ‫برروی جاده و صفحه را با زمان توصيفمیکند‪.‬هميشهسرعت برابر است‬ ‫با تغيير يککميت تقسيم بر زمانیکه برای انجام اين تغيير لززم است‬

‫مفهومسرعت واکنش‬ ‫سرعت واکنشکميتی تجربی است و با اندازهگيری‬ ‫سرعتمصرف واکنش دهنده ها ‪ ،‬ياسرعت توليد‬ ‫فرآورده ها با اندازهگيری ويژگی هايی قابل اندازه‬ ‫گيری واکنش دهنده ها يا فرآورده هامانند تغيير جرم‬ ‫‪،‬حجم ‪،‬غلظت و رنگ و با توجه به شرايط لززم برای‬ ‫انجام واکنش به ويژه دما و فشارمی توان سرعت‬ ‫واکنش را به دست آورد‪.‬‬

AgNO3_Mg_flash

KClO3-sucrose

Mg-KClO3-flame

rainbow

Ti-KClO4-flash

‫توجه ‪:‬‬ ‫سرعت واکنش رامی توان برحسب تعدادمول‬ ‫هایمصرفشده توسط يکی از واکنش دهنده ها در‬ ‫واحد زمان يا تعدادمول های توليدشده توسط يکی‬ ‫از فرآورده ها در واحد زمان بيانکرد ‪.‬‬

‫فرضی‪A‬‬ ‫بررسی پيشرفت واکنش ‪   B‬‬ ‫در فاز گازی در ظرفی به‬ ‫شود هرگوی را هم‬ ‫‪0.04‬‬ ‫‪mol‬می‬ ‫حجم يک ليتر ‪ ،‬اين واکنش با يک مول ‪ A‬شروع‬ ‫از هر ماده در نظر بگيريد‬ ‫ارز‬

‫توجه ‪:‬‬ ‫هنگامیکهکهسرعتمتوسطمصرف واکنش دهنده‬ ‫ایمانند ‪ A‬محاسبهمیشود با قرار دادنمنفی در‬ ‫کنار رابطةسرعتمتوسط ضمن تأکيد برمصرفمادة‬ ‫‪ A‬و در واقعکاهش تعدادمول هایآنسرعت‬ ‫متوسط نيزمثبت به دستمیآيد ‪.‬‬

‫تذکر ‪:‬‬

‫ازآنجايیکه درسينتيکشيميايیسرعتمنفیمعنی ندارد ‪ ،‬هميشه‬ ‫بايدسرعت را به صورتمثبتگزارشکنيم ‪.‬‬ ‫منظور از ‪ i‬گونةمورد نظر است ‪.‬‬ ‫مثل سرعتمتوسط ‪ N‬در واکنش ‪→ 2NH‬‬ ‫| ‪|Δ n‬‬ ‫= ‪ R‬نوشتهمی شود‪.‬‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫‪Δt‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪N2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪N2‬‬

‫| ‪|Δ n i‬‬ ‫‪Δt‬‬

‫= ‪Ri‬‬

‫‪N 2 + 3H 2‬‬

‫نکته ‪:‬‬ ‫سرعت واکنش باگذشت زمانکاهشمی يابد چه‬ ‫سرعتمتوسط توليد فرآورده ‪ ،‬چهسرعتمتوسط‬ ‫واکنش دهنده ‪ ،‬زيرا باگذشت زمان واکنش دهندة‬ ‫کمتری برای واکنش باقیمیماند و بامصرفکمتر ‪،‬‬ ‫فرآورده یکمتری توليدمیگردد‬

‫رابطةسرعت واکنش و ضرايب استوکيومتری‬ ‫سرعت يک واکنشمتناسب با ضرايب استوکيومتری درمعادلةموازنه‬ ‫شدةآن واکنش است و سرعت نسبت بهماده ایکه ضريبکمتری‬ ‫داردکمتر است و نسبت بهماده ایکه ضريب بيشتری دارد بيشتر‬ ‫است ‪.‬اگر چندگونه درمعادلةموازنه شدةواکنش ضرايب استوکيومتری‬ ‫يکسانی داشته باشند سرعت واکنش نسبت بهآن ها يکسان است ‪.‬‬ ‫سرعت واکنش با سرعتمتوسطگونه (ها )يی برابر استکه ضرايب‬ ‫استوکيومتریآن (ها )‪ 1‬باشد‪ .‬با تقسيم سرعتمتوسطمصرف يا‬ ‫توليديکماده شرکتکننده در واکنش بر ضرايب استوکيومتریآن در‬ ‫معادلةموازنه شده‪ ،‬سرعت واکنش به دستمیآيد ‪.‬واکنشکلی زير‬ ‫را در نظر بگيريد ‪:‬‬ ‫‪R A R B RC R D‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫&‬ ‫‪ä‬‬ ‫‪Ô‬‬ ‫‪a‬‬ ‫‪b‬‬ ‫‪c‬‬ ‫‪d‬‬ ‫‪ A    B    C   D‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪at bt ct dt‬‬ ‫‪‬‬

‫˜‪a A  b B  c C  d D  R æÇ‬‬ ‫‪ä‬‬ ‫‪Ô‬‬

‫˜‪R æÇ‬‬

‫توجه ‪:‬‬ ‫‪RA‬‬ ‫‪a‬‬ ‫=‬ ‫‪b‬‬ ‫‪RB‬‬

‫هنگامیمی توان از رابطة‬ ‫استفادهکرد‬ ‫کهسرعت ها برحسب يک يکا و فرآيند به‬ ‫صورتموازنهشده باشد ‪.‬‬

‫سرعتمتوسط ‪ ،‬سرعت واکنش در بازةزمانی ‪ ∆ t‬است‬ ‫وشيب ِ نمودارِ غلظت را در يک بازة زمانیمشخصمیکند‬

‫‪t 2 − t1‬‬

‫=‪R‬‬ ‫‪C1‬‬ ‫‪C2‬‬

‫) ‪t ( min‬‬

‫‪t2‬‬

‫‪t1‬‬

‫مقدارماده برحسبمول‬

‫| ‪| C 2 − C1‬‬

‫نظريه هایسينتيکشيميايی‬ ‫آ)نظريةبرخورد‬

‫ب )نظريةحالتگذار‬

‫برخورد باجهتگيریمناسب‬

NO  O 3 ƒ NO 2  O 2

A 2 ( g ) +B 2 ( g ) →2AB ( g )

NO ( g ) + N 2 O ( g ) → NO 2 ( g ) + N 2

‫دوچرخه برای بال زرفتن از تپه‬ ‫به انرژیکافی نياز دارد‬

‫نظريه حالتگذار‬

‫نظريه حالتگذار‬

‫در اين نظريهکه برای فازگازی ومحلول قابل استفاده استگفتهمی شودکه‬ ‫وقتی ذره هایمواد واکنش دهنده (مثل ‪ A 2‬و‪ ) B2‬با انرژی کافی و در‬ ‫راستایمناسب باهم برخوردمیکنند تصورمی شودکه هنگام چنين برخوردی‬ ‫نخست يکگونه مولکول‪ A2 B2‬با ساختاری ناپايدار و بامحتوی انرژي‬ ‫پتانسيل بال ( بيشتر ازمحتوی انرژيمواد واکنش دهنده و فرآورده ها ) تشکيل‬ ‫می شودکه بهآن پيچيدة فعالمیگويند اينمادهممکن است به دومولکول‬ ‫‪ AB‬شکستهشود و يا ممکن است شکافتهشود ومولکول های‪ A2‬و‪B2‬‬ ‫را دوباره توليدکند‬ ‫‪B‬‬

‫‪2A‬‬

‫‪A‬‬

‫‪A‬‬

‫‪B‬‬

‫‪B‬‬

‫‪B‬‬

‫‪B‬‬

‫‪+‬‬

‫‪A‬‬

‫‪A‬‬

‫پيچيدة‬ ‫فعال‬

‫پس از حالت گذار‬

‫فرآورده ها‬

‫پيش ازحالت گذار‬

‫حالت گذار‬

‫واکنش دهنده ها‬

‫‪I‬‬

‫‪I‬‬

‫‪I‬‬

‫‪I‬‬

‫‪H‬‬

‫‪H‬‬

‫‪H‬‬

‫‪H‬‬

‫‪I‬‬

‫‪I‬‬

‫‪H‬‬

‫‪H‬‬

‫‪I‬‬

‫‪I I‬‬ ‫‪H H‬‬ ‫‪H‬‬

‫پس از حالت گذار‬ ‫واکنش دهنده ها‬

‫فرآورده ها‬

‫ازحالت گذار‬

‫‪A‬‬

‫‪A‬‬

‫‪A‬‬

‫‪A‬‬

‫‪B‬‬

‫‪B‬‬

‫‪B‬‬

‫‪B‬‬

‫‪I‬‬

‫‪H‬‬

‫حالت گذار‬

‫‪A‬‬ ‫‪B‬‬

‫‪A‬‬

‫پيش‬

‫‪A‬‬

‫‪A‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪B‬‬

‫‪B‬‬ ‫‪B‬‬

‫‪B‬‬

‫‪A‬‬ ‫‪B‬‬

‫‪‬‬ ‫واکنش‪  CH 3OH  Br‬‬ ‫حالت گذار برای‬ ‫پس از حالت گذار‬ ‫واکنش دهنده ها‬

‫فرآورده ها‬ ‫گذار‬

‫‪OH‬‬ ‫‪H‬‬

‫‪Br + C‬‬ ‫‪H‬‬

‫‪OH‬‬ ‫‪H‬‬

‫پيش ازحالت‬

‫حالت گذار‬

‫‪Br‬‬

‫‪C‬‬ ‫‪H‬‬

‫‪OH‬‬

‫‪C‬‬ ‫‪H‬‬

‫‪H‬‬

‫‪H‬‬

‫‪H‬‬

‫‪H‬‬

‫‪H‬‬

‫‪CH 3 Br  OH  ‬‬

‫‪H‬‬

‫‪Br‬‬

‫‪OH‬‬

‫‪Br C‬‬

‫‪+ OH‬‬

‫‪Br C‬‬ ‫‪H‬‬

‫‪H H‬‬

‫‪H‬‬

‫ويژگی های يک واکنشگرماده‬ ‫نمودار تغييرات انرژي در ضمن پيشرفت واکنش برای‬ ‫چنين واکنشی به صورت زير نشان دادهمی شود‬ ‫مواد واکنشدهن ده‬ ‫مجموعانرژي پيون دي‬ ‫مجموعانرژي پيون دي فراوردهها <‬ ‫‪E a < E 'a‬‬

‫پيچيدةفعال‬

‫‪Δ H <0‬‬ ‫‪Δ H = E a − E 'a‬‬

‫'‬ ‫‪a‬‬

‫‪E 2 < E1‬‬ ‫‪> E1‬‬

‫ة‬ ‫چيد‬ ‫پي‬

‫فعال ‪E‬‬

‫‪>E 2‬‬

‫ة‬ ‫چيد‬ ‫پي‬

‫فعال ‪E‬‬

‫‪Δ H < E 'a‬‬

‫انرژی‬

‫‪E‬‬

‫‪Ea‬‬ ‫‪N 2 O + NO‬‬

‫سطح انرژیمواد واکنش دهنده‬

‫‪Δ H <0‬‬

‫سطح انرژیفرآورده‬ ‫ها‬

‫راه واکنش‬

‫‪N 2 + NO 2‬‬

‫‪E2‬‬

‫‪E1‬‬

‫ويژگی های يک واکنشگرماگير‬ ‫نمودار تغييرات انرژي در ضمن پيشرفت واکنش برای چنين واکنشی به صورت‬

‫زير نشان دادهمی شود‬

‫واک نشمواد پ يونديانرژيمجموع‬ ‫موعهنده >‬ ‫> ها فراورده پ يونديانرژيمج د‬ ‫‪E a > E 'a‬‬ ‫‪ΔH > 0‬‬

‫پيچيدةفعال‬

‫‪Δ H = E a − E 'a‬‬

‫‪E'a‬‬

‫‪E 2 > E1‬‬

‫‪> E1‬‬

‫‪ E‬سطح انرژیفرآورده‪2NO + Cl 2‬‬ ‫پيچيدة فعال‬

‫‪ > E 2‬پيچيدة فعال‪E‬‬ ‫‪Δ H > E 'a‬‬

‫انرژی‬

‫ها‬

‫راه واکنش‬

‫‪E2‬‬

‫‪Ea‬‬ ‫‪ΔH>0‬‬ ‫سطح انرژیموادواکنش‬ ‫دهنده‬

‫‪E1‬‬

‫‪2NOCl‬‬

‫رابطة انرژي فعالسازی وسرعت واکنش‬ ‫هراندازهکه ‪ Ea‬کمتر باشد تشکيل پيچيدةفعالآسان تروازآنجاسرعت واکنش‬ ‫بيشتر است ولی رابطةرياضی دقيق با هم ندارند‪ .‬به اينمعنیکه اگر ‪ Ea‬نصف‬ ‫شود نبايد انتظار داشته باشيمکهسرعت واکنش دوبرابرگردد ‪ .‬مثل“ واکنش‪:‬‬ ‫) ‪2N 2O ( g ) → 2N 2 ( g ) + O 2 ( g‬‬

‫دارای انرژي فعالسازی است ‪ 250 kJ.mol −1‬يعنیسرعتآن بسيار‬ ‫عالسازی آن به ‪150kJ.mol‬‬ ‫کم است ولی درمجاورتکاتاليزگرطل انرژي ف‬ ‫می رسد وسرعتآن صدهاهزار برابرمیشود‬ ‫( اگر چه ‪ Ea‬تقريبا" نصفشده ولیسرعت دوبرابرنشده است ‪) .‬‬ ‫‪−1‬‬

‫نکته ‪:‬‬

‫بين ‪ Ea‬و ‪ E'a‬رابطةرياضی وجود نداردمثل " يکی عکس ديگری يا دو برابر‬ ‫ديگری نيست و اگر واکنشی از واکنش ديگرگرماده تر باشد نمی توانگفتکه‬ ‫‪ Ea‬آنکمتر است يعنی بين ‪ Ea‬و ‪ Δ H‬رابطه ای نيست و نمی توان‬ ‫گفتکه هر واکنشگرمادهیسريع تر از واکنشگرماگير رخمی دهد زيرا بين‬ ‫سرعت واکنش ‪ R‬و ‪ Δ H‬رابطه ای نيست ‪.‬‬

‫مکانيسم واکنش هایشيميايی‬ ‫بسياری واکنش هایشيميايی در چندمرحلةپياپی صورتمیگيرند ‪.‬بررسی جزءبه جزءمراحل‬ ‫انجام يک واکنش يا بررسی فرآيند انجامشده درسطحمولکولی را مکانيسم واکنش می نامندبه‬ ‫اينمثال توجهکنيد ‪:‬‬ ‫اين واکنش در دومرحله بنيادی زير صورتمیگيرد ‪:‬‬

‫) ‪2SO 2 ( g ) + O 2 ( g ) → 2SO 3 ( g‬‬

‫) ‪2NO ( g ) + O 2 ( g ) → 2NO 2 ( g‬‬

‫‪2NO 2 ( g ) + 2SO 2 ( g ) → 2NO ( g ) + 2SO 3‬‬

‫واکنش اصلی رامی توان از جمع دو واکنش بنيادی به دستآورد ‪.‬‬

‫«ذرةحدواسط » ‪:‬‬ ‫«ذرةحدواسط »گونه ای واقعی استکه درمراحل اوليه واکنش های‬ ‫چندمرحله ای توليدمیشود ولی درمراحل بعدیمصرفمیشود به‬ ‫طوریکه درمعادلة اصلی واکنشظاهر نمیشود ‪.‬شيمي دان ها به‬ ‫ذره هايیکه در واکنش هایشيميايی چندمرحله ایطی يک واکنش‬ ‫ايجادمیشوند و درمرحلةديگر بهمصرفمی رسند ‪« ،‬ذرةحدواسط »‬ ‫میگويند ‪.‬‬

.

NO 2  g   F2  g   NO 2 F  g   F  g  .

NO 2  g   F  g   NO 2 F  g  2NO 2  g   F2  g   2NO 2 F  g  : ‫نکته‬ ‫ )وسطح انرژي واکنش‬E2 ( ‫سةسطح انرژيفرآورده ها‬ ‫ واکنش کلی ازمقاي‬Δ H

. ‫ (به دستمی آيد‬E1 ) ‫دهنده ها‬

 H  E2  E1   H1   H 2

‫‪)2‬‬ ‫حالت گذار(‬ ‫سطح انرژی‬

‫‪)1‬‬ ‫حالت گذ ار(‬ ‫‪E 2a‬‬

‫انرژی‬

‫‪E1a‬‬

‫‪NO 2 F + F + NO 2‬‬

‫فرآوردهها ‪2NO 2 F‬‬ ‫سطح انرژیمواد واکنش‬

‫راهواکنش‬

‫دهنده‬

‫‪2NO 2 + F2‬‬

‫تفاوت ذرهی‬ ‫حدواسط‬ ‫با‬ ‫کمپلکسفعال‬

‫تفاوت «ذرةحدواسط »با پيچيدةفعال ‪:‬‬ ‫کمپلکس فعال يا پيچيدةفعال هميشه در قلة انرژي‬ ‫است ولی «ذرةحدواسط »در درة انرژي است‬

‫عواملموثر برسرعت واکنش‬

‫عواملموثر برسرعت واکنش‬

‫براساسآنچهگفتهشدمی توانيم عواملموثر برسرعت‬ ‫فرآيندها را پيش بينی نماييم ‪ :‬عواملگوناگونی برسرعت‬ ‫واکنششيميايی اثرمیگذارندکهمهم ترينآن ها عبارتند‬ ‫از ‪:‬طبيعت واکنش دهنده ها يا نوع و جنسآن ها ‪ ،‬حالت‬ ‫فيزيکیمواد واکنش دهنده ‪ ،‬غلظت ‪ ،‬دما وکاتاليزگر‬

‫طبيعت واکنش دهنده ها‬ ‫در واکنش شيميايی چه اثری دارد‬

‫نوع وجنس واکنش دهنده ها ‪:‬‬ ‫می دانيمکه فلزهای فعال تر در واکنش باآب يا اسيدها يا با اکسيژن هوا‬ ‫بسيارسريع تر از فلزاتکمترفعال ‪،‬شرکتمیکنند ‪.‬مثل "سديم بهشدت‬ ‫باآب واکنشمی دهد اماآهن بهکندی باآب واکنشمی دهد ‪.‬‬

K_H2O

‫حالت فيزيکی واکنش دهنده ها‬ ‫‪:‬‬

‫حالت فيزيکی واکنش دهنده ها‬ ‫درمواردیکهکه دومادةجامد يايکمادةجا‪:‬‬ ‫مد و يکمايع برهم اثرمیکنند ‪ ،‬اگر‬

‫مادةجامد به صورت پودر در واکنششرکتکندسرعتآن بيشتر از وقتی است‬ ‫که همانماده به صورت تکه های درشت وارد واکنشمیشود ‪.‬زيرا هرچهسطح‬ ‫تماس دوماده بيشتر باشد تعداد برخوردهای ذره هایآن ها نيز با هم بيشتر بوده و‬ ‫در نتيجهسرعت واکنش بيشتر خواهد بود ‪ .‬اگر ميخآهنی و پودرآهن درمحلول‬ ‫هيدروکلريک اسيد قرار دهيم خروجسريع حباب هایگاز هيدروژن از لولةآزمايش‬ ‫حاوی پودرآهنسرعت بيشتر واکنش را نشانمی دهد‬

‫اثر دما بر واکنش شيميايی‬

‫رابطةسرعت واکنش با دما ‪:‬‬

‫رابطةسرعت واکنش با دما ‪:‬‬

‫• افزايش دما سرعت واکنش های شيميايی را افزايشمی دهد ‪.‬افزايش‬ ‫دما دوتاثير عمده برروی سينتيک شيميايی واکنش داردکه هر دو باعث‬ ‫افزايش سرعت واکنشمی شود ‪.‬نخست اين که وقتی دمای واکنش‬ ‫افزايشمی يابد ‪ ،‬سرعت جابه جايیمولکول ها درمحيط واکنش افزايش‬ ‫می يابد ‪.‬اين امر باعثمی شود که سرعت برخوردمولکول های واکنش‬ ‫دهنده با هم افزايش يابد و ازآنجا سرعت واکنش نيز بيشتر شود ‪.‬‬ ‫• عل وه براين انرژي جنبشیمولکول های برخورد کننده ‪ ،‬با افزايش دما ‪،‬‬ ‫افزايشمی يابد ‪.‬در نتيجه عدةمولکول هايی که انرژي لززم را برای انجام‬ ‫واکنش دارا خواهند بود ‪ ،‬افزايشمی يابد ‪.‬همين دليل اصلی افزايش‬ ‫سرعت واکنش با دماست ‪.‬در شکل زير چگونگی توزيع انرژي در بين‬ ‫مولکول ها در دو دمای نشان داده شده است‬

‫‪T2‬‬

‫انرژی‬

‫‪Ea‬‬ ‫چگونی توزيع انرژي در بينمولکول ها در دو دمای‬ ‫گ‬

‫‪T2 > T1‬‬

‫سری ازمولکول های با انرژیمعين‬ ‫ک‬

‫‪T1‬‬

‫• ب ه کمک اين نم ودا ر می ت وان کسری از‬ ‫مولک ول ها را ک ه ا نر ژي آن ها د ر هر دما‬ ‫مساوی يا بيش از مقدا ر ثاب تی است‬ ‫م عين کرد ‪ .‬ب رای اين کاربر وی محور ا نرژي‬ ‫نق طة م عرف ا نرژي را م عين و خط عمودی‬ ‫ا ز آن خا رج می کنيم تا نمودار را قطع‬ ‫کند ‪ .‬س طح م حصو ر د ر بين دنب الة اين‬ ‫نمو دار و خط ر سم شده و م حو ر ا نرژي‬ ‫متناسب با کسری از م ولکول ها است‬ ‫که ا نرژي آن ها مساوی يا ا ز ا نرژي‬ ‫تع يين شده بيشتر اس ت ‪ .‬ان دازةسطح زير‬

‫•‬

‫و ازآنجا درصد بيشتری از برخوردهای واکنش دهنده ها‬ ‫به تشکيل پيچيدةفعالمی انجامد ‪.‬اينکارسرعت‬ ‫تشکيل پيچيدةفعال را افزايشمی دهد اما ازآنجاکه‬ ‫پيچيدةفعال بسيار ناپايدار است و عمر بسيارکوتاهی (‬ ‫‪−8‬‬ ‫کوچک‬ ‫عمر پيچيدةفعال از‬ ‫‪10 s‬‬ ‫تراست )دارد بهمحض تشکيل به فرآورده ها يا‬ ‫واکنش دهنده ها تجزيهمیشود ‪.‬هر عاملیمانند دما‬ ‫تشکيل پيچيدةفعال راآسان ترکند وسرعت تشکيل‬ ‫آن را افزايش دهد عمل "سرعت واکنش را افزايش‬ ‫داده است ‪.‬‬

‫شکلهای زيرکدام اثر‬ ‫دما را نشانمی دهند ؟‬

‫شکلهای زيرکدام اثر‬ ‫دما را نشانمی دهند ؟‬

‫غلظت واکنش دهنده ها ‪:‬‬ ‫سرعت واکنش به غلظت واکنش دهنده بستگی دارد ‪.‬برای اغلب واکنش ها وقتی‬ ‫غلظت واکنش دهنده ها زياد باشد ‪،‬سرعت واکنش نيز زياد است ‪.‬اين اثر را‬ ‫می توان با بررسیسرعت واکنش ها براساس نظرية برخورد توضيح داد ‪.‬غلظت‬ ‫های زياد بهمعنی تجمع عدة نسبتا" زيادی ازمولکول ها در حجممعينی است ‪.‬در‬ ‫اينشرايط ‪ ،‬عدةبرخوردها در واحد زمان بينمولکول های واکنش دهنده افزايش‬ ‫يافته ‪ ،‬تعداد بيشتری از اينمولکول ها بهمولکول های فرآورده تبديلمیشوند و‬ ‫در نتيجهسرعت واکنش افزايشمی يابد ‪.‬‬

‫رابطةسرعت واکنش و غلظت واکنش دهنده ها ‪:‬‬ ‫ازمطالعةسرعت واکنش هایشيميايی بسياریآشکارشده استکه همواره رابطه ایميان‬ ‫سرعت واکنش و غلظت واکنش دهنده ها برقرار است ‪.‬در واکنش می توان نوشت ‪ . :‬اين‬ ‫رابطه را قانونسرعت میگويند ‪ m .‬و‪ n‬در اين رابطه به ترتيبمرتبة واکنش نسبت به‬ ‫واکنش‬ ‫دهنده های ‪ A‬و ‪ B‬ناميدهمیشوند ‪ .‬اينمقادير بهطور تجربی به دستمیآيند ‪.‬مقدار ‪ m‬و‬ ‫‪ n‬می تواندمثبت يا منفی ياصفر باشد ‪.‬واکنش هايی هستندکهمرتبةآن هاکسری است ‪.‬‬ ‫مرتبة واکنش (‪ ) n+ m‬ازمجموع توان های جمله های غلظت درمعادلةسرعت واکنش به‬ ‫دستمیآيد ‪ k .‬نيز بهطور تجربی به دستمیآيد و ثابتسرعت واکنشگفتهمیشود ‪.‬‬ ‫ثابتسرعت واکنش تابع دما است و با افزايش دمامقدارآنمعمول" بزرگ ترمیشود ‪.‬‬ ‫ثابتسرعت واکنش بستگی به غلظت واکنش دهنده ها ندارد ‪.‬هراندازه ثابتسرعت واکنشی‬ ‫در دمایمعين بزرگ تر باشدآن واکنشسريع تر انجام خواهدشد‬

flash

‫کاتاليزگر و نقشآن درسرعت واکنش‬ ‫کاتاليزگرماده ای استکهسرعت واکنش هایشيميايی را‬ ‫افزايشمی دهد ولی در واکنشمصرف نمیشود ‪.‬کاتاليزگر‬ ‫راه انجام واکنش را تغييرمی دهد و واکنش را از راهی پيش‬ ‫می بردکه به انرژي فعالسازیکمتری نياز دارد‬

‫انواع واکنش هایکاتاليزشده‬ ‫واکنش هایکاتاليزشده به دو دسته تقسيممیشوند ‪ :‬همگن و ناهمگن‬

‫واکنش هایکاتاليزشدة همگن‬

‫واکنش هایکاتاليزشدة همگنآن هايی هستندکه واکنش دهنده وکاتاليزگر در يک فاز‬ ‫قرار دارند ‪.‬‬

‫واکنش هایکاتاليزشدةناهمگن‬

‫واکنش هایکاتاليزشدةناهمگنآن هايی هستندکه واکنش دهنده وکاتاليزگر دو فاز‬ ‫متفاوت را تشکيلمی دهند‬

‫کاتاليزگر در روی چهمواردی از واکنش اثر دارد وبرکدام اثر ندارد؟‬ ‫‪ .1‬کاتاليزگر در رویمقدارهای‬ ‫واکنش است اثری ندارد‬ ‫‪ .2‬کاتاليزگر در رویمقدارهای ‪ Ea‬و ‪ E'a‬اثر دارد وآن ها راکاهشمی‬ ‫دهد ‪.‬‬ ‫‪. 3‬کاتاليزگر در رویساختار پيچيدةفعال اثرمیگذارد زيرامکانيسم واکنش را‬ ‫تغييرمی دهد ‪.‬‬ ‫‪ .4‬کاتاليزگرسرعت يک واکنش را تغييرمی دهد ولی نوع ومقدار فرآورده‬ ‫هایآن را تغيير نمی دهد ‪.‬يعنی اگر در يک واکنشکاتاليزگر بهکار ببريم‬ ‫وبار ديگر واکنش را بدونکاتاليزگر انجام دهيم نوع ومقدار فرآورده ها‬ ‫يکسان است‬ ‫‪E1‬‬

‫و‬

‫‪E2‬‬

‫و تفاوتآن هاکه همان‬

‫‪∆H‬‬

‫‪ .5‬کاتاليزگر واکنش های ناممکن و انجام ناپذير راممکن و انجام پذير نمیسازد بلکه‬ ‫فقطسزعت واکنش های انجام پذيررا بيشترمیکند‬ ‫‪ .6‬کاتاليزگرمی تواندشکل نمودار واکنش را تغيير دهد چون قلةمربوط به پيچيدةفعال را‬ ‫پايين ترمیآورد ولی افزايش عوامل ديگرمانند غلظت ‪ ،‬دما و فشار در واکنش‬ ‫هایگازیسرعت واکنش رامی افزايد ولی برمقدار ‪ E‬و ‪ E‬وشکل نمودار‬ ‫اثری ندارد‬ ‫‪ .7‬کاتاليزگر رویميزان پيشرفت واکنش اثری ندارد و فقط زمان رسيدن به همان‬ ‫مقدار پيشرفتمعين راکوتاهمیکند ‪.‬‬ ‫'‬

‫‪a‬‬

‫‪a‬‬

http://www.wwnorton.com/chemistry/tutorials/interface.swf?chapter=chapter_14&folder=collision_theory

‫يا‬