قارن بين المحفزات والمثبطات ظهر هذا السؤال كثيرًا على محرك البحث جوجل من طلاب الصف الثالث المتوسط بالمملكة العربية في مادة العلوم ضمن أسئلة التقويم لدرس سرعة التفاعلات الكيميائية والي يوضح لنا أن التفاعلات الكيميائية ليست كلها تحدث بنفس السرعة ومنها ما يحتاج إلى مواد تحفز سرعة التفاعل ومنها ما يحتاج إلى مواد تساعد على إبطاء سرعة التفاعل وذلك للاستفادة من جميع التفاعلات الكيميائية بالطريقة المناسبة وأبرز الأمثلة على ذلك ما نقابله في حياتنا اليومية مع الأطعمة فإنها تتلف نتيجة التفاعل السريع عندما توضع في مكان به درجة حرارة مرتفعة وعلى العكس من ذلك فإنها تظل لفترة طويل دون أن تفسد عندما توضع بالثلاجة حيث درجة الحرارة المنخفضة، وفيما يلي خلال مقالنا على موقع بحر نتعرف أكثر على سرعة التفاعلات وما العوامل المساعدة لزيادة أو إبطاء سرعتها.
سرعة التفاعلات الكيميائية
- لا تحدث التفاعلات الكيميائية بنفس السرعة كما أن جميعها لا يحدث بشكل تلقائي فبعض التفاعلات يحدث بشكل تلقائي دون تدخل الإنسان والبعض الآخر يحدث بشكل غير تلقائي أي يحتاج إلى تدخل من الإنسان.
- ما هي طاقة التنشيط ؟
- تحتاج الجزيئات إلى أن تكون متقاربة حتى يمكنها الاصطدام ببعضها البعض كي يبدأ التفاعل وتتكون روابط كيميائية جديدة.
- يشترط حدوث التفاعل أن يكون هناك قدر كافي من الطاقة حتى يمكن للجزيئات أن تتصادم بقوة لتكسير الروابط لتتمكن الجزئيات من التفاعل وتكوين الروابط الجديدة.
- طاقة التنشيط: هي الحد الأدنى من الطاقة والذي يساعد التفاعل الكيميائي على أن يحدث.
- هناك بعض التفاعلات الكيميائية الطاردة للطاقة وبالرغم من ذلك فإنها تحتاج إلى طاقة لتنشيط التفاعل وبدء التفاعلات فنجد أن الوقود عندما يشتعل يصعب التحكم به ولكنه لا يشتعل من تلقاء نفسه بل يحتاج إلى من يشعله في البداية مثلما يحدث في موقد الألعاب الأولمبية.
أسباب تغير سرعة التفاعلات الكيميائية
- سرعة التفاعل الكيميائي تعبر عن مدى سرعة التفاعلات الكيميائية من بدايتها وخلال فترة زمنية محددة.
- لإيجاد سرعة التفاعل يجب إيجاد السرعة التي حدث بها:
- استهلاك أحد المتفاعلات.
- تكون أحد النواتج.
- تشير كل من سرعة استهلاك أحد المتفاعلات أو سرعة تكون أحد النواتج إلى كمية التغير الذي طرأ على المواد في وقت محدد.
- يمكن الاستفادة من قياس سرعة التفاعلات الكيميائية فنجد أن بعض الصناعات تعتمد على أن يكون المنتجات تتكون في وقت أقل حيث يقلل ذلك من التكلفة وذلك على العكس من الصناعات الأخرى والتي تحتاج إلى أن تطون سرعة التفاعلات بطيئة جدًا لأنها غير مرغوبة.
- الظروف والعوامل التي تؤثر في سرعة التفاعلات الكيميائية هي:
الحرارة
- درجة الحرارة تؤثر على سرعة التفاعلات الكيميائية فنجد أن الفاكهة عندما توضع في الثلاجة فإنها لا تفسد في وقت قصير بمعني أنها تحتاج إلى درجة حرارة منخفضة لإبطاء التفاعلات التي تؤدي إلى فسادها.
- العلاقة بين سرعة التفاعلات الكيميائية ودرجة الحرارة علاقة طردية حيث انه كلما زادت درجة الحرارة كلما زادت سرعة التفاعلات الكيميائية.
- الجزئيات والذرات نجدها في حركة باستمرار وتؤثر الحرارة على سرعتها كلما زادت درجة الحرارة كلما زادت سرعة الجزيئات مما ينتج عنه زيادة تصادم الجزيئات والذي يكون سببًا في كسر الروابط الكيميائية وبدء تكوين روايط جديدة ( طاقة التنشيط).
التركيز
- عندما تكون الذرات المكونة للمواد داخل التفاعل الكيميائي متقاربة من بعضها البعض فأن التصادم يكون أكثر وهذا ينتج عهنه زيادة سرعة التفاعل.
- كلما زاد تركيز المادة كلما زاد عدد جسيمات المادة في وحدة الحجم مما ينتج عنه زيادة في الاحتكاك والتصادم.
مساحة السطح
- كلما زادت مساحة السطح المعرض للتفاعل الكيميائي كلما زادت سرعة التفاعل.
- الجزيئات الخارجية للمواد المتفاعلة هي التي تتلامس مع بعضها البعض أي أن التفاعل يحدث في الجزئيات الخارجية فقط.
- عندما تكون مساحة السطح المكشوفة أثناء التفاعل أكبر كلما زادت سرعة التفاعل وكلما قلت المساحة المعرضة للتفاعل كلما قلت سرعت التفاعلحي أن الجزيئات الداخلية من المواد والتي تكون غير مكشوفة لا تتفاعل.
إبطاء التفاعلات
- يستخدم بعض المواد التي تساعد على إبطاء عملية التفاعل الكيميائي وتعرف هذه المواد باسم المثبطات والتي يمكن تعريفها بأنها:
- عبارة عن مواد تساعد على إبطاء التفاعل الكيميائي أي أنها تجعل التفاعل الكيميائي يحدث في وقت أطول أو التوقف نهائيًا عن التفاعل.
- المواد الغذائية والأدوية يحدث بهما تفاعلات كيميائية سريعة جدًا وينتج عن ذلك فسادهم بسرعة شديدة وللحفاظ عليهم لفترات أطول يتم إضافة مواد مثبطة تقلل من سرعة التفاعل أو إيقافه للحفاظ عليهم لفترات أطول.
تسريع التفاعلات
- كما يمكن إبطاء التفاعلات الكيميائية أو إيقافها يمكن أيضًا تسريع التفاعلات الكيميائية باستخدام بعض المواد والتي تعرف باسم المحفزات وتعرف بأنها:
- مواد تساعد على تسريع التفاعل الكيميائي.
- المواد المحفزة لا تظهر في التفاعلات الكيميائية لذا فإنها لا تتغير أو تؤثر على نتائ التفاعل الكيميائي فهي مواد لا تتغير أو تستهلك.
- التفاعلات الكيميائية الني يستخدم فيها المحفز يكون أسرع من التفاعلات التي لا يستخدم فيها المحفز مع العل بأن النتائج في كلا التفاعلات تكون واحدة ولا يؤثر عليها استخدام المحفز.
- تختلف المحفزات في عملها داخل التفاعل الكيميائي فمنها ما يعمل على:
- توفير مساحة السطح المناسبة لمساعدة المواد على التصادم والتفاعل وبالتالي يساعد على زيادة سرعة التفاعل.
- خفض وتقليل طاقة التنشيط والتي تعمل على زيادة سرعة التفاعل في بعض التفاعلات.
قارن بين المحفزات والمثبطات
بعد أن تعرفنا على الفرق بين المثبطات والمحفزات وما العوامل المؤثر في سرعة التفاعل حان وقت تقديم الإجابة على سؤال الكتاب المدرسي وهو:
السؤال
- قارن بين المحفزات والمثبطات.
الإجابة
المحفزات
- هي مواد تستخدم في التفاعل الكيميائي لتساعد على زيادة سرعة التفاعل الكيميائي.
- هي مواد لا تتغير ولا تستهلك لذا فإنها لا تؤثر على نتائج التفاعلات الكيميائية.
- عند إضافة المحفزات لبعض التفاعلات تعمل على زيادة سرعة التفاعل عن طريق زيادة مساحة السطح.
- وعند إضافتها لتفاعلات أخرى تعمل على إبطاء التفاعل من خلال خفض وتقليل طاقة التنشيط التي تساعد على بدء التفاعل.
المثبطات
- هي مواد تستخدم في في التفاعل الكميائي وتساعد على إبطاء التفاعل بين جزيئات المواد المتفاعلة ويمكن أيضًا أن تساعد على إيقاف التفاعل الكيميائي.
- تستخدم المثبطات في في المواد الغذائية و الأدوية لتقلل سرعة التفاعل فتحافظ عليها لفترات أطول دون أن تفسد.
