ما هو متوسط سرعة التفاعل؟
يقيس متوسط سرعة التفاعل مدى السرعة التي يتغيّر بها تركيز أحد المتفاعلات أو النواتج خلال فترة زمنية محددة أثناء حدوث التفاعل الكيميائي، ويُعبَّر عنه بوحدة mol/(L·s). وبما أنّ المتفاعلات تُستهلك بينما تتكوّن النواتج، فإننا نستعين بالمعامل الستوكيومتري للحصول على سرعة تفاعل واحدة مشتركة تتفق عليها جميع المواد الداخلة في التفاعل.
كيفية استخدام الحاسبة
حدّد أولاً ما إذا كنت تتابع مادة متفاعلة (يتناقص تركيزها) أم ناتجة (يتزايد تركيزها). ثم أدخل التركيز الابتدائي والنهائي بوحدة mol/L، والزمن الابتدائي والنهائي بالثواني، إضافةً إلى المعامل الستوكيومتري لتلك المادة في المعادلة الموزونة. عندها تعطيك الحاسبة متوسط سرعة التفاعل، مع بيان مقدار التغيّر في التركيز والزمن المستخدمَين في الحساب.
شرح المعادلة
بالنسبة لمتفاعل A: السرعة = \(-\dfrac{\Delta[A]}{a \cdot \Delta t}\)، حيث تحوّل الإشارة السالبة التغيّر السالب في التركيز إلى سرعة موجبة. أمّا بالنسبة لناتج P فإن: السرعة = \(\dfrac{\Delta[P]}{b \cdot \Delta t}\). والقسمة على المعامل (\(a\) أو \(b\)) تعمل على توحيد السرعة بحيث تعطي كل مادة القيمة نفسها لسرعة التفاعل الإجمالية.
$$\text{Rate} = -\frac{1}{\text{Coeff}} \cdot \frac{\text{Final Conc} - \text{Initial Conc}}{\text{Final Time} - \text{Initial Time}}$$
مثال محلول
لنأخذ التفاعل 2 N₂O₅ → 4 NO₂ + O₂. لنفترض أنّ [N₂O₅] انخفض من 1.00 mol/L إلى 0.60 mol/L خلال 10 ثوانٍ، والمعامل يساوي 2. إذن \(\Delta[A] = 0.60 - 1.00 = -0.40 \text{ mol/L}\)، و\(\Delta t = 10 \text{ s}\). وبالتالي:
$$\text{السرعة} = -\frac{(-0.40)}{2 \times 10} = \frac{0.40}{20} = 0.02 \ \text{mol/(L}\cdot\text{s)}$$الأسئلة الشائعة
لماذا نقسم على المعامل؟ حتى تعطي سرعة اختفاء المتفاعلات وسرعة ظهور النواتج جميعها القيمة نفسها لـ«سرعة التفاعل» الواحدة الخاصة بالمعادلة.
لماذا تكون النتيجة موجبة في حالة المتفاعلات؟ لأنّ الإشارة السالبة في بداية المعادلة تلغي التغيّر السالب في التركيز، ولذلك تُسجَّل سرعات التفاعل دائماً كأرقام موجبة.
ماذا لو تركت المعامل مساوياً 1؟ عندئذٍ تحصل على سرعة تغيّر تلك المادة بعينها فقط، وليست موحَّدة وفق المعادلة الموزونة.
