الدرس: 8-5 ميكانيكية التفاعل

ما هي أهم العوامل التي تؤثر في سرعة التفاعل؟

عدد من الخطوات المتسلسلة والمتتابعة التي يمر بها التفاعل الكيميائي للوصول إلى النواتج، بعض التفاعلات تكون خطوة واحدة وتسمى بالتفاعلات الأولية والبعض الآخر تتم بعدة خطوات وتسمى بالتفاعلات المعقدة، وتتضمن ميكانيكية التفاعل الخطوة المحددة للسرعة (الخطوة البطيئة).

ما هي الشروط التي يجب تطبيقها لاقتراح ميكانيكية التفاعل؟

• يجب عند جمع معادلات التفاعل الأولية لميكانيكية التفاعل المقترحة بعد حذف المواد المتشابهة في جهتي المعادلات نحصل على المعادلة العامة للتفاعل.
• مرتبة التفاعل لأي تفاعل أولي يكون من المرتبة الأولى أو الثانية حصراً.
• قانون التفاعل للخطوة البطيئة يطابق قانون سرعة التفاعل العام.
• عدد مولات المواد المتفاعلة في الخطوة البطيئة تمثل مرتبة المتفاعل نفسه.
• المركب الوسطي لا يظهر في معادلة التفاعل العامة.

عرف المركب الوسطي؟

مركب غير مستقر ينتج في إحدى خطوات التفاعل الأولي ويستهلك في خطوة أخرى ولا يظهر في معادلة التفاعل العامة، وهو أكثر استقراراً من المعقد النشط لأن ذراته ترتبط بأواصر اعتيادية، ويمكن فصله عن وعاء التفاعل أحياناً.

ميكانيكية التفاعل المقترحة لتفاعل ما هي كالآتي:

2NO + H₂$\to$N₂o + H₂O

N₂O + H₂$\to$N₂ + H₂O

وقانون سرعة التفاعل: ² [Rate = K [NO

• أكتب المعادلة العامة للتفاعل؟

• حدد الخطوة البطيئة؟

• حدد مرتبة التفاعل لكل خطوة؟

• حدد مرتبة التفاعل العامة؟

• عين المواد الوسطية؟

$$\begin{gathered} 1. 2\mathrm{NO}+{\mathrm{H}}_2\to {\mathrm{N}}_2\mathrm{O}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \\ 2. {\mathrm{N}}_2\mathrm{O}+{\mathrm{H}}_2\to {\mathrm{N}}_2+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \end{gathered}$$

وبالتالي المعادلة العامة للتفاعل هي:

$2\mathrm{NO}+2{\mathrm{H}}_2\to {\mathrm{N}}_2+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

الخطوة البطيئة هي الخطوة 1 لأن قانونها يطابق قانون سرعة التفاعل.

مرتبة التفاعل للخطوة 1 هو الثانية، مرتبة التفاعل للخطوة 2 وهو الأولى.

مرتبة التفاعل العامة هي الثالثة.

المواد الوسطية N₂O لأنها لم تظهر في معادلة التفاعل العامة.

للتفاعل الآتي:

^-cH₃)₃cBr+OH$\to$(cH₃)₃cBr+OH+Br)

قانون سرعة التفاعل له: ² [Rate = K [(cH₃)₃cBr

اقترح ميكانيكية التفاعل على فرض تكون مادة وسطية ${\left({\mathrm{CH}}_3\right)}_3\mathrm{C}$؟

عين الخطوة المحددة للسرعة؟

نكتب تفاعل الخطوة البطيئة من قانون سرعة التفاعل ويجب أن يحتوي المادة الوسطية في النواتج:

(الخطوة البطيئة) ${\left({\mathrm{CH}}_3\right)}_3\mathrm{CBr}\to {\left({\mathrm{CH}}_3\right)}_3\mathrm{C}+{\mathrm{Br}}^{-}$

نكتب تفاعل الخطوة السريعة بحيث تحتوي المتفاعلات على استهلاك المادة الوسطية مع ما تبقى من متفاعلات التفاعل الأصلي، والنواتج يجب أن تحتوي على ما تبقى من نواتج التفاعل الأصلي: (الخطوة السريعة).

${\left({\mathrm{CH}}_3\right)}_3\mathrm{C}+{\mathrm{OH}}^{-}\to {\left({\mathrm{CH}}_3\right)}_3\mathrm{COH}+{\mathrm{Br}}^{-}$

الخطوة المحددة للسرعة هي الخطوة البطيئة.

تم اقتراح ميكانيكية التفاعل لتفاعل ما مكونة من خمس خطوات وكما يلي:

$\begin{array}{r}1. 2\mathrm{NO}\to {\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_2\\ \\ 2. 2\left({\mathrm{H}}_2\to 2\mathrm{H}\right)\\ \\ 3. {\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_2+{\mathrm{H}}_2\to {\mathrm{N}}_2\mathrm{O}+\mathrm{HO}\\ \\ 4. 2\left(\mathrm{HO}+\mathrm{H}\to {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right.\\ \\ 5. \mathrm{H}+{\mathrm{N}}_2\mathrm{O}\to \mathrm{HO}+{\mathrm{N}}_2\end{array}$

أكتب معادلة التفاعل الموزونة؟

• أكتب قانون السرعة لكل خطوة؟

• عين مرتبة التفاعل لكل خطوة؟

• عين المواد الوسطية؟

$\begin{array}{r}1. 2\mathrm{NO}\to {\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_2\\ \\ 2. 2\left({\mathrm{H}}_2\to 2\mathrm{H}\right)\\ \\ 3. {\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_2+{\mathrm{H}}_2\to {\mathrm{N}}_2\mathrm{O}+\mathrm{HO}\\ \\ 4. 2\left(\mathrm{HO}+\mathrm{H}\to {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right.\\ \\ 5. \mathrm{H}+{\mathrm{N}}_2\mathrm{O}\to \mathrm{HO}+{\mathrm{N}}_2\end{array}$

المعادلة العامة للتفاعل:

$2\mathrm{NO}+2{\mathrm{H}}_2\to 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}+{\mathrm{N}}_2$

قانون السرعة لكل خطوة:

$\begin{array}{r}\text{1. Rate }=K[\mathrm{NO}{]}^2\\ \\ \text{2. Rate }=K\left[{\mathrm{H}}_2\right]\\ \\ \text{3. Rate }=\mathrm{K}\left[{\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_2\right]\left[\mathrm{H}\right]\\ \\ 4. \text{ Rate }=\mathrm{K}\left[\mathrm{HO}\right]\left[\mathrm{H}\right]\\ \\ \text{5. Rate }=\mathrm{K}\left[\mathrm{H}\right]\left[{\mathrm{N}}_2\mathrm{O}\right]\end{array}$

الثانية .1

الأولى .2

الثانية .3

الثانية .4

الثانية .5

المواد الوسطية وهي المواد التي لم تظهر في معادلة التفاعل العامة:

$\mathrm{HO},{\mathrm{N}}_2\mathrm{O},\mathrm{H},{\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_2$