ثابت معدل التفاعل
ثابت معدل التفاعل في الكيمياء هو ثابت يحدد سرعة جريان تفاعل كيميائي ويرمز له بالرمز k أو λ ،
ففي تفاعل كيميائي حيث تتفاعل مادتين A و B وتنتجان مركبا C , يكون معدل التفاعل :
- التفاعل: A + B → C
- d [ C ] d t = k ( T ) [ A ] m [ B ] n
![{\displaystyle {\frac {d[C]}{dt}}=k(T)[A]^{m}[B]^{n}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/51196ca9e79489908d09ea00b20917cc2530dac6)
حيث (k(T ثابت معدل التفاعل وهو يعتمد على درجة الحرارة،
في المعادلة أعلاه تعني [C] تركيز المادة C بوحدة مول لحجم معين من المحول باعتبار أن التفاعل يسير في محلول (بالنسبة لتفاعل يجري على سطح فتعبر C عن عدد المولات على السطح) ،
وتعبر قوتي الأس m و n في المادلة عن درجة التفاعل وطريقة سيره ، ويمكن تعيين كل منهما عمليا ،
بالنسبة إلى تفاعل يجري في خطوة واحدة يمكننا كتابته في الصيغة:
- d [ C ] d t = A e − E a R T [ A ] m [ B ] n
![{\displaystyle {\frac {d[C]}{dt}}=Ae^{\frac {-E_{a}}{RT}}[A]^{m}[B]^{n}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/825f1d625cbab974cacf5d983b0260cbb39982b2)
حيث:
- Ea طاقة تنشيط ،
- R ثابت الغازات العام،
ونظرا لان درجة الحرارة تعطي طاقة للجزيئات طبقا توزيع بولتزمان ، فينتج عن ذلك تغير في معدل الاصتدامات التي تجري عند طاقة أعلى من Ea طبقا للدالة الأسية e-Ea/RT، ويسمى A معامل التردد،
وتعطينا معادلة أرينيوس مقادير العلاقة بين طاقة التنشيط و معدل التفاعل الذي يسير عليهما التفاعل ،
وحدات
تعتمد وحدات معدل التفاعل على درجة التفاعل:
- بالنسبة إلى تفاعل من الدرجة صفر، يتخذ المعدل وحدات mol·L−1·s−1
- وبالنسبة إلى الدرجة 1 ، يتخذ المعامل الوحدة: s−1
- وبالنسبة إلى تفاعل من الدرجة الثانية، يتخذ المعامل الوحدات : L·mol−1·s−1
- بالنسبة إلى الدرجة n للتفاعل يتخذ المعدل وحدات mol1-n·Ln-1·s−1
(أي مول1-n·لترn-1·ثانية−1)
البلازما والغازات
يعتبر حساب ثابت معدل التفاعل التي يحدث فيها توليد أو انخفاض عدد جسيمات مثارة من المسائل الهامة ، فعلى سبيل المثال، في الميكروإلكترونيات وفي كيمياء البلازما يجرى تعيينها بواسطة محاكاة بالحاسوب ، ونقوم بذلك بافتراض نموذج أولي لإجراء حسابات المحاكاة ، كما يوجد لتلك الأغراض سوفتوير خاصة للمحاكاة الحاسوبية يمكن الاستعانة بها وتطويرها حسب اللازم ،
