معنى سرعة التفاعل الكيميائي

(80 كيلو متراً/ ساعة)، والحنـفية التي تعطي (10) لترات من الماء في دقيقة واحدة نقول إن سرعة ضخها (10 لترات/ دقيقة)، ذلك أن السرعة هي مقدرا التغير في وحدة الزمن، ويمكن استخدام وحدة زمن مناسبة كالثانية أو الدقيقة أو الساعة أو اليوم.
والتفاعلات الكيميائية تتفاوت في سرعتها؛ فهناك تفاعلات سريعة جداً كالانفجارات؛ كما في الشكل (5 -1/أ) وهنا ك تفاعلات أقل سرعة كتفاعل الفلزات مع الحموض، كما في الشكل (5-1/ب)؛ وهناك تفاعلات بطيئة كصدأ الحديد. ووصف تفاعل ما بأنه سريع أو بطيء ليس كافياً، إذ لا بد من قياس سرعة التفاعل والتعبير عنها كمياً. فكيف يتم ذلك؟
استعرض المثال الآتي: إذا ألقيت شريطاً من المغنيسيوم في كأس تحتوي على محلول مخفف لحمض الكبريتيك، فإن تفاعلاً يحدث؛ إذ يتفاعل شريط المغنيسيوم تدريجياً. وتظهر فقاعات من غاز H 2؛ وفقاً للمعادلة الآتية:

ويمكن قياس سرعة التفاعل بتحديد سرعة اختفاء إحدى المواد المتفاعلة، أو سرعة تكون إحدى المواد الناتجة. وفي هذا التفاعل تقاس السرعة بقياس أحد المتغيرات الآتية في وحدة الزمن:
1- كتلة المغنيسيوم المستهلكة. 2-كتلة غاز الهيدروجين الناتج.
فإذا كان أي من المتغيرات السابقة يساوي ك ( تقرأ دلتا) واستغرق حدوث التغير فترة زمنية Dن؛ فإن :

وتعتمد وحدة سرعة التفاعل على الوحدات المستعملة للمقادير السابقة؛ فمثلاً: إذا كان التغير في كتلة المغنيسيوم المستهلكة بوحدة (غ) والزمن بالدقيقة؛ فإن وحدة سرعة التفاعل ستكون غ/ دقيقة.
مثال (1): تفاعل شريط من المغنيسيوم كتلته 2 غ مع حمض الكبريتيك، وانتهى التفاعل في 40 ثانية.
احسب معدل سرعة التفاعل.

1- على اعتبار أن الثانية هي وحدة الزمن، ما وحدات سرعة التفاعل السابق إذا كان:
أ- التغير في تركيز الحمض بوحدة مول/ لتر. ب-التغير في حجم غاز الهيدروجين بوحدة مل.
2- يتحلل فوق أكسيد الهيدروجين وفق المعادلة الآتية:

فإذا تحلل محلولان (أ، ب) من فوق أكسيد الهيدروجين، وأنتج المحلول (أ) 20 مل من O2 في 20 ثانية، وأنتج المحلول (ب) 30مل من O2 في الزمن نفسه.
أ‌- اكتب ثلاث طرائق للتعبير عن سرعة التفاعل؟ ب- أي المحلولين يتحلل بسرعة أكبر؟
جـ- ما معدل سرعة التفاعل لتحلل محلول (ب).

تلاحظ ما سبق أنه تم حساب معدل سرعة التفاعل اعتماداً على التغير في الكتلة أو حجم الغاز، ويمكن حساب معدل سرعة التفاعل اعتماداً على التغير في التركيز على النحو الآتي:
لنفرض أن تركيز H 2SO 4 عند تفاعله مع المغنيسيوم قد تغير من 1.2 مول/ لتر إلى 0.8 مول/ لتر خلال 5 دقائق.