معدل ودرجة التغير الكيميائي

• المعدل هو كمية في الثانية — استخرجها من الجداول والمخططات والمنحنيات المماسية؛ ونظرية التصادم تفسر كل عامل يغيره.
• التفاعلات العكسية تستقر عند الاتزان الديناميكي؛ (HT) تنبأ مبدأ لوشاتيليه بكيفية إزاحة كل شرط له.
• الصناعة تحسن المعدل والعائد معاً — باستخدام ظروف توازن.

حساب المعدلات: معدل التفاعل = كمية المتفاعل المستهلك ÷ الوقت، أو المنتج المتكون ÷ الوقت — بوحدة g/s أو cm³/s (HT أيضاً mol/s). فسر مخططات المنتج مقابل الزمن (بداية حادة، ثم تسطيح مع نفاذ المتفاعل)؛ ارسم المنحنيات المماسية واستخدم ميلها كمعدل عند تلك اللحظة (HT احسبه).

العوامل المؤثرة على المعدل: التركيز (محلول)، الضغط (غاز)، مساحة السطح (صلب)، درجة الحرارة، العوامل المحفزة. RP5: أجب عن التركيز بـ (a) قياس حجم الغاز الناتج و(b) ملاحظة تغير اللون/العكر — الفرضية، المتغيرات، التكرارات.

نظرية التصادم: تحدث التفاعلات فقط عندما تتصادم الجسيمات بطاقة تساوي على الأقل طاقة التنشيط. رفع التركيز/الضغط يكثف الجسيمات — تصادمات أكثر تكراراً؛ قطع الصلبة إلى أجزاء أصغر يرفع نسبة مساحة السطح إلى الحجم — سطح مكشوف أكثر، تصادمات أكثر تكراراً؛ رفع درجة الحرارة يمنح الجسيمات طاقة أكبر — تصادمات أكثر تكراراً AND تصادمات أكثر تمر عبر طاقة التنشيط.

العوامل المحفزة: تغير المعدل لكنها لا تُستهلك؛ لكل تفاعل محفز خاص به؛ الإنزيمات محفزات بيولوجية. يقدم المحفز مساراً بديلاً بطاقة تنشيط أقل — حدد ذلك بتسريع التفاعل دون أن يظهر في المعادلة. يحافظ منحنى تفاعله على نفس التغير الكلي للطاقة مع قمة أدنى:

التفاعلات العكسية: يمكن للمنتجات أن تتفاعل مرة أخرى لتكوين المتفاعلات — تُكتب بسهم ⇌. إذا كان طاردًا للحرارة في اتجاه واحد، فهو ماص للحرارة في الاتجاه الآخر، وينقل نفس الكمية من الطاقة.

الاتزان: في نظام مغلق، يُ-charter الاتزان عندما يتساوى معدل التفاعل الأمامي وعكسي — تتوقف التراكيز عن التغير رغم استمرار كلا التفاعلين (ديناميكي).

(HT) مبدأ لوشاتلييه: النظام عند التوازن يستجيب لمعاكسة أي تغيير:

• التركيز ↑ لمادة متفاعلة → تتكون كميات أكثر من الناتج ( والعكس صحيح );
• الضغط ↑ → يتحرك التوازن نحو الجانب الذي يحتوي على عدد أقل من جزيئات الغاز;
• درجة الحرارة ↑ → يتحرك التوازن في الاتجاه الممتص للحرارة (↓ في الاتجاه الطارد للحرارة).

المحفز لا يغير موضع التوازن — بل يصل إلى التوازن بسرعة أكبر. تختار الصناعة ظروف توازن تجمع بين السرعة، العائد، السلامة والتكلفة (مثل عملية هابر في الموضوع 10).

• السرعة من جدول، أو من ميل الرسم البياني، و(HT) من ميل المماس.
• شرح كل عامل من العوامل الخمسة بواسطة نظرية التصادم، مع ذكر ما يحدث لتردد وطاقة التصادمات.
• تأثير المحفز على المنحنى؛ عدم استهلاكه؛ الإنزيمات.
• سهم ⇌؛ التوازن كسرعات متساوية؛ (HT) التنبؤ بجميع تغيرات الظروف الثلاثة باستخدام لوشاتلييه؛ تبرير ظروف التوازن.