📚 اختبار مقنن (صفحة 75)
المفاهيم الأساسية
قانون السرعة العام: علاقة رياضية تربط سرعة التفاعل بتركيز المواد المتفاعلة، مثل: R = [A][B]²
رتبة التفاعل: الأس الذي يرفع إليه تركيز مادة متفاعلة في قانون السرعة.
متوسط سرعة التفاعل: التغير في التركيز مقسوماً على التغير في الزمن، بوحدة mol/L.min
خريطة المفاهيم
```markmap
سرعة التفاعلات الكيميائية
2-1 نظرية التصادم وسرعة التفاعل
تعريف سرعة التفاعل
- سرعة استهلاك المواد المتفاعلة
- سرعة تكون المواد الناتجة
حساب السرعة
- متوسط سرعة التفاعل = التغير في الكمية / التغير في الزمن (Δt)
- الوحدة: mol/L.s
نظرية التصادم
- شرط أساسي: تصادم الجسيمات
- مفاهيم مرتبطة: المعقد المنشط، طاقة التنشيط
- دور المعقد المنشط: حالة وسيطة غير مستقرة تتكون أثناء التصادم الفعال
2-2 العوامل المؤثرة في السرعة
العوامل
- طبيعة المواد المتفاعلة (نشاطها)
- التركيز
- مساحة السطح
- درجة الحرارة
- المحفزات
تأثير درجة الحرارة
- زيادة الحرارة → زيادة السرعة
- السبب: زيادة عدد الاصطدامات التي تشكل المعقد المنشط
تأثير المحفزات
- تزيد السرعة
- الآلية: تقليل طاقة التنشيط
- مثال: ثاني أكسيد المنجنيز في تحلل فوق أكسيد الهيدروجين (لا يستهلك)
تأثير التركيز
- زيادة التركيز → زيادة السرعة
- السبب (حسب نظرية التصادم): زيادة عدد الجسيمات → زيادة فرص التصادمات الفعالة
تأثير مساحة السطح
- زيادة مساحة السطح (مثل تحويل المادة إلى مسحوق) → زيادة السرعة
- السبب: زيادة مساحة التلامس بين المواد المتفاعلة
2-3 قوانين سرعة التفاعل
تعريف قانون السرعة
- علاقة رياضية تجريبية
- تربط بين سرعة التفاعل وتركيز المواد المتفاعلة
صيغة القانون
- R = k [A] (لتفاعل من رتبة أولى بالنسبة لـ A)
- R = k [A]^m [B]^n (لتفاعل عام)
تحديد القانون
- يتم تحديده تجريبياً
- باستخدام طريقة مقارنة السرعات الابتدائية
وحدة ثابت السرعة (k)
- تعتمد على الرتبة الكلية للتفاعل
- مثال: للتفاعل من الرتبة الثالثة، الوحدة هي
L^2 mol^{-2} s^{-1}
تأثير تغير التركيز
- إذا كانت رتبة التفاعل بالنسبة لمادة ما هي 2، فإن تقليل تركيزها للنصف يقلل السرعة إلى الربع
2-4 تطبيقات وحل مسائل
حساب كتلة الناتج (تفاعل الرتبة الأولى)
- استخدام قانون:
[A]_t = [A]_0 e^{-kt}
- حساب المولات المتبقية، ثم الناتجة.
حساب الكتلة اللازمة لتحضير محلول
- استخدام العلاقة:
الكتلة = التركيز (M) × الحجم (L) × الكتلة المولية (g/mol)
العوامل المؤثرة في الخواص الجامعة
- لحساب الارتفاع في درجة الغليان، يجب معرفة: ثابت الارتفاع، التركيز المولالي، عامل فانت هوف.
طاقة التفاعل
- إذا كانت ΔH سالبة: التفاعل طارد للطاقة، وطاقة النواتج أقل من طاقة المتفاعلات.
- مقارنة طاقة التنشيط للتفاعل الأمامي والعكسي في التفاعلات الماصة للطاقة.
2-5 تقويم إضافي
أسئلة المستندات
#### الكواشف الكيميائية
- الفينولفثالين: كاشف كيميائي يستعمل للكشف عن القواعد.
#### تحليل البيانات (الجدول 4-2)
- يوضح انخفاض تركيز الفينولفثالين مع مرور الزمن عند تفاعله مع كمية فائضة من مادة قاعدية.
- البيانات: تركيز الفينولفثالين (M) مقابل الزمن (s).
تطبيقات عملية
#### دور المحفزات
- زيادة سرعة إنتاج الأدوية (مثال: دواء ضد الأنفلونزا).
- آلية العمل: تقليل طاقة التنشيط.
- أهمية الاكتشاف: تسريع الاستجابة للأمراض الوبائية.
2-6 تقويم مقنن (صفحة 74)
أسئلة الاختيار من متعدد
#### مفاهيم سرعة التفاعل
- الوحدات المستخدمة للتعبير عن السرعة (مثل: M/min، mol/L·min).
- الوحدات غير المستخدمة (مثل: L/s).
#### العوامل المؤثرة في السرعة
- طبيعة المادة المتفاعلة، درجة الحرارة، التركيز، مساحة السطح، المحفزات.
- المحفزات تزيد السرعة بتقليل طاقة التنشيط (وليس زيادتها).
- شرط حدوث التفاعل: تصادم جسيمات المواد المتفاعلة.
#### التخفيف
- حساب حجم الماء المطلوب إضافته لتخفيف محلول باستخدام قانون:
M_1V_1 = M_2V_2
#### القوى بين الجزيئية
- ترتيب القوة (من الأقوى): الرابطة الأيونية > الرابطة الهيدروجينية > قوى ثنائية القطب > قوى التشتت.
#### تمثيل الجزيئات (أشكال x، y، z)
- جزيء الأكسجين (O₂): جزيء ثنائي الذرة مكون من ذرتين متطابقتين.
- جزيء فلوريد المغنيسيوم (MgF₂): جزيء أيوني (غير موضح بالتفصيل في البيانات).
2-7 تقويم مقنن (صفحة 75)
أسئلة الإجابات القصيرة
#### تحديد الرتبة من قانون السرعة
- مثال: من قانون R = [A][B]²، رتبة A هي 1، رتبة B هي 2، الرتبة الكلية هي 3.
#### تفسير منحنى طاقة التفاعل
- يشير إلى: طاقة المتفاعلات، طاقة التنشيط، طاقة المعقد المنشط، طاقة النواتج.
#### تأثير التركيز في تفاعل الرتبة الأولى
- إذا تضاعف تركيز المادة المتفاعلة A في تفاعل رتبته الأولى (R = k[A])، فإن سرعة التفاعل تتضاعف.
أسئلة الإجابات المفتوحة
#### حساب متوسط سرعة التفاعل
- مثال: حساب متوسط سرعة التفاعل من التغير في تركيز اليود
I₂ مع الزمن.
- الصيغة: متوسط السرعة = -Δ[I₂] / Δt
```
نقاط مهمة
* تحديد الرتبة: رتبة التفاعل بالنسبة لمادة ما هي الأس الذي يرفع إليه تركيزها في قانون السرعة.
* تفسير الرسم البياني: منحنى طاقة التفاعل يوضح طاقة المتفاعلات، طاقة التنشيط، طاقة المعقد المنشط، وطاقة النواتج.
* تأثير التركيز في الرتبة الأولى: في التفاعل من الرتبة الأولى (R = k[A])، سرعة التفاعل تتناسب طردياً مع تركيز المادة المتفاعلة A.
* حساب متوسط السرعة: يتم حسابه من التغير في التركيز مقسوماً على التغير في الزمن، مع مراعاة الإشارة السالبة للمواد المتفاعلة.