معدل التفاعلات الكيميائية (باللغة الإنجليزية: معدل التفاعل) هو مصطلح يشير إلى معدل التغير في تركيز المواد المتفاعلة لكل وحدة زمنية ، وتتأثر هذه القيم بالعديد من المتغيرات والعوامل المتعلقة بالمواد المتفاعلة وما يحيط بها. وسط التفاعل وطبيعة ونوع التفاعل ، ووجود أو عدم وجود محفزات ، بالإضافة إلى العديد من الأشياء الأخرى مثل قيم الضغط والمتفاعلات المتحركة.
معدل وتعريف التفاعلات الكيميائية
تحدث التفاعلات الكيميائية عندما يتم تكسير الروابط الكيميائية للذرات في المادة لإنتاج روابط جديدة لتكوين مادة مختلفة في خصائصها الفيزيائية والكيميائية عن المواد المتفاعلة الأصلية فيها ، وتنقسم هذه المواد إلى:
- المواد التي تشارك في تفاعل كيميائي تسمى المواد المتفاعلة.
- المواد الناتجة عن التفاعلات تسمى المنتجات.
ولتوضيح طريقة التفاعل بين المواد المتفاعلة والنواتج ، يتم رسم سهم بين المواد المتفاعلة والنواتج للإشارة إلى اتجاه التفاعل الكيميائي.على سبيل المثال ، يكون تفاعل تحلل بيروكسيد الأكسجين هو:
2H²O² (بيروكسيد الهيدروجين) → 2H²O (ماء) + O² (أكسجين)
توضع الأرقام في المعادلة الكيميائية تسمى المعاملات ، وهذه الأرقام تشير إلى عدد جزيئات المادة التي تشارك في التفاعل ، ويوضع عدد ذرات كل عنصر على طرفي المعادلة ، وهذا ما هو معروف كقانون الحفظ ، والذي ينص على أنه لا يتم إنشاء أو تدمير أي ذرات في سياق التفاعل الطبيعي.
أنظر أيضا: الجدول الدوري
حدد معدل التفاعلات الكيميائية
تختلف سرعة التفاعلات الكيميائية عن بعضها البعض ، بعضها يحدث بسرعة وفي وقت قصير ، مثل انفجار البارود ، وبعض التفاعلات التي قد تستغرق وقتًا طويلاً ، وهذا يعتمد على عدة عوامل تحدد سرعة تفاعل كيميائي ، وهي:
- طبيعة المتفاعلات
- حجم الجسيمات في المتفاعلات
- تركيز المواد المتفاعلة
- ضغط المواد المتفاعلة الغازية
- درجة حرارة
- المحفزات
أنواع التفاعلات الكيميائية
يوجد عدد كبير من أنواع التفاعلات الكيميائية ، لكن هناك تفاعلات رئيسية يمكن تصنيفها على النحو التالي:
- تفاعلات الأكسدة: (باللغة الإنجليزية: تفاعل الأكسدة والاختزال) ، حيث يتم تغيير عدد أكسدة الذرات ، قد تتضمن تفاعلات الأكسدة والاختزال انتقال الإلكترونات بين الأنواع الكيميائية ، عندما يحدث هذا التفاعل بين مركبين ، تزداد شحنة العنصر العائد بسبب لفقده للإلكترون السالب ، بينما يكتسب العنصر المؤكسد شحنة سالبة عند التقاطه لذلك ، فإن الإلكترون ، وبالتالي يشكل عنصرًا سالبًا وعنصرًا موجبًا آخر ، يجذب بعضهما البعض لتشكيل مركب واحد.
- تفاعلات الاتحاد: (بالإنجليزية: Direct Combination Reaction) حيث يتحد نوعان أو أكثر من المواد الكيميائية لتكوين منتج أكثر تعقيدًا. يعتبر خليط الحديد والكبريت لتكوين كبريتيد الحديد (II) مثالاً على تفاعل تركيبي.
- تفاعلات التحلل: (باللغة الإنجليزية: التحلل الكيميائي أو تفاعل التحليل) حيث يتم تقسيم المركب إلى أنواع كيميائية أصغر ، والتحليل الكهربائي للماء إلى أكسجين وغاز الهيدروجين هو مثال على تفاعل التحلل.
- تفاعلات الاستبدال الفردي: (باللغة الإنجليزية: إزاحة مفردة أو تفاعل إحلال) يتميز التفاعل بالاستبدال أو الإزاحة الفردية لعنصر واحد يتم إزاحته من مركب بواسطة عنصر آخر ، وكمثال على تفاعل الاستبدال يحدث عندما يتحد الزنك مع حمض الهيدروكلوريك.
- تفاعلات الاستبدال المزدوجة: (في اللغة الإنجليزية: التفاعل الكيميائي مزدوج التبادل أو تفاعل الإزاحة المزدوجة) حيث يتبادل مركبان الروابط أو الأيونات من أجل تكوين مركبات مختلفة ، ويحدث مثال على تفاعلات الاستبدال المزدوج بين كلوريد الصوديوم ونترات الفضة لتكوين نترات الصوديوم وكلوريد الفضة.
- تفاعلات القاعدة الحمضية: (بالإنجليزية: Acid-Base Reaction) هو نوع من تفاعل الاستبدال المزدوج الذي يحدث بين الحمض والقاعدة.
- تفاعلات الاحتراق: تفاعل الاحتراق هو نوع من تفاعل الأكسدة والاختزال حيث تتحد مادة قابلة للاحتراق مع عامل مؤكسد لتكوين منتجات مؤكسدة وتوليد الحرارة.
- تفاعلات الأزمرة: (بالإنجليزية: Isomerization) حيث يتم تغيير الترتيب الهيكلي للمركب ، لكن تكوينه الذري الصافي يظل كما هو.
أنظر أيضا: ما هو علم الطاقة
تصنيف التفاعلات الكيميائية
يصنف الكيميائيون التفاعلات بعدة طرق ، ووفقًا لطريقة التفاعل ، يمكن تصنيفها وفقًا لنوع المواد الناتجة ، أو وفقًا لنوع المواد المتفاعلة ، أو وفقًا لنتائج التفاعل ، أو وفقًا لآلية التفاعل. يمكن تلخيص تصنيف التفاعلات الكيميائية على النحو التالي:
- جودة المواد الناتجة
- جودة المتفاعلات
- نتائج التفاعل
عندما يُفهم علم الكيمياء والتفاعلات ، فإن منظر الشمس سيختلف لأنها مجرد نجم كبير ساطع وأنه في الحقيقة نجم يحتوي على ملايين التفاعلات الكيميائية لتوليد الحرارة والضوء ، بحيث تكون عملية يحدث تناول الطعام مع حدوث العديد من العمليات الكيميائية داخل الجسم ، ولهذا السبب يجب على الجميع إدراك أهمية الكيمياء لأن كل ما يحدث في الكون يرتبط إلى حد ما بالتفاعلات الكيميائية.