موضوع مقاله: سرعت واکنش | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # سرعت واکنش | مقدمه: سرعت واکنش مقدار پیشرفت واکنش بر حسب زمان است که معمولاً به صورت تغییرات غلظت یکی از گونه‌های درگیر واکنش بر حسب زمان بیان می‌شود؛ بنابراین دیمانسیون سرعت بایستی بر حسب غلظت بر زمان (مول/لیتر. | ## بخش 1: سرعت واکنش | مقدار سرعت واکنش همیشه مثبت است و علامت منفی در فرمول به معنی آن است که غلظت واکنش‌دهنده‌ها در حال کاهش است. در یک واکنش ابتدایی و برگشت‌ناپذیر، برابر است با حاصل ضرب احتمال غلبه انرژی فعال‌سازی حالت گذار در تعداد دفعاتی که مولکول‌های واکنش‌دهنده در هر ثانیه به حالت گذار می‌رسند. بنابراین، برای یک واکنش ابتدایی و برگشت‌ناپذیر، نشان‌دهنده سرعت لازم برای انجام موفقیت‌آمیز واکنش و تولید محصول است. این تعریف زمانی صادق است که واکنش از نوع واکنش جابه‌جایی یگانه باشد و در یک سیستم بسته با حجم ثابت اتفاق بیوفتد. برای یک سیستم باز، موازنه جرم به این صورت خواهد بود: که در اینجا، نرخ ورودی و نرخ خروجی در هر ثانیه است. نیز سرعت واکنش لحظه‌ای در حجم همان لحظه است که با دیفرانسیل‌گیری نسبت به حجم کلی سیستم به دست می‌آید. اما در یک سیستم بسته با حجم ثابت که پیش‌تر به آن اشاره شد، معادله بالا به شکل زیر خلاصه می‌شود: که ارتباط غلظت با تعداد مولکول‌ها از طریق رابطه به دست می‌آید. که ضریب استوکیومتری ماده i و برابر با همان ضرایب استوکیومتری d c b a در واکنش بالاتر است. | ## بخش 2: سرعت واکنش | مثلا زمانی که از کاتالیست استفاده می‌شود، سرعت واکنش می‌تواند بر مبنای وزن کاتالیست (mol g−1 s−1) یا مساحت سطح (mol m−2 s−1) بیان شود. اگر این مبنا، محل قرارگیری یک کاتالیست مخصوص باشد که با روش خاصی شمارش می‌شود، سرعت با واحد s−1 بیان خواهد شد که در اصطلاح به آن، فرکانس تبدیل گفته می‌شود. عوامل تاثیرگذار ماهیت واکنش، غلظت، فشار، مرتبه واکنش، دما، حلال، تابش الکترومغناطیسی، کاتالیست، مساحت سطح، اختلاط و محدودیت نفوذ عواملی هستند که بر سرعت واکنش تاثیر می‌گذارند. همچنین، عوامل دیگری نیز بر سرعت واکنش تاثیر می‌گذارند که از جمله آن‌ها می‌توان به گونه‌های واکنش‌دهنده، حالت فیزیکی آن‌ها و پیچیدگی خود واکنش اشاره کرد. غلظت: با توجه به قانون سرعت، با افزایش غلظت در یک واکنش، سرعت واکنش نیز افزایش می‌یابد. در اثر فشار، سرعت واکنش‌های حالت گاز نیز افزایش پیدا کرده که همه این‌ها به معنای افزایش غلظت گاز خواهد بود. مرتبه واکنش: نوع تاثیرگذاری مرتبه واکنش به این صورت است که با کنترل غلظت واکنش‌دهنده‌ها (یا فشار) بر سرعت واکنش اثر می‌گذارد. معمولا با بالا رفتن دمایی که واکنش در آن انجام می‌شود، انرژی بیشتری در سیستم جریان پیدا می‌کند و سرعت واکنش به خاطر بیشتر شدن برخورد ذرات، افزایش پیدا می‌کند. | ## بخش 3: سرعت واکنش | با این حال، مهم‌ترین دلیلی که بالا رفتن دما به وجود می‌آورد، زیاد کردن انرژی خود ذرات است. ذرات واکنش‌دهنده انرژی بیشتری برای غلبه بر سد انرژی به دست می‌آورند و پدیده برخورد با شدت بیشتری اتفاق می‌افتد. حلال: بسیاری از واکنش‌های شیمیایی در یک حلال انجام می‌شوند، بنابراین خواص حلال بر سرعت واکنش موثر خواهد بود. این انرژی به نحوی در ذرات ذخیره می‌شود که باعث بوجود آمدن گونه‌هایی می‌شود که راحت‌تر واکنش می‌دهند. هرچقدر شدت تابش بیشتر شود، ذرات انرژی بیشتری جذب می‌کنند و سرعت واکنش بالا می‌رود. به عنوان مثال، سرعت واکنش متان با کلر در تاریکی کم است، در معرض نور پخش‌شده بیشتر می‌شود و نهایتا هنگامی که این مواد زیر آفتاب قرار بگیرند به شکل انفجاری واکنش می‌دهند. کاتالیست: حضور یک کاتالیست می‌تواند سرعت واکنش را چه در جهت رفت و چه در جهت برگشت بالا ببرد. | ## جمع‌بندی | کاتالیست با ایجاد مسیر متفاوتی برای واکنش‌دهنده‌ها، مقدار انرژی فعال‌سازی واکنش را کاهش می‌هد.