تعريف السرعة الحجمية للتفاعل الكيميائي
يمكن تعريف السرعة الحجمية للتفاعل الكيميائي على أنها المعدل الذي يتم من خلاله تقدم التفاعل. يُعبر عن ذلك بتركيز المادة أو الكمية لكل وحدة حجم من المادة المحددة، في فترة زمنية معينة. كما يتعلق الأمر بتركيز المواد المتفاعلة المُستهلكة خلال وحدة الزمن، حيث تُقاس السرعة الحجمية بوحدات مثل (م مكعب في الثانية) أو (scmm) والتي تعني سم مكعب في الدقيقة. تُعتبر السرعة الحجمية أيضًا مقياسًا لكميات المواد المتفاعلة المستهلكة أو المنتجات الناتجة في إطار زمني محدد.
تتباين سرعات التفاعلات الكيميائية بشكل ملحوظ حسب طبيعة المواد المتفاعلة والمراحل الكيميائية والدرجات الحرارية، بالإضافة إلى العديد من العوامل الأخرى. عادةً ما تحدث التفاعلات التي تشمل اتحاد الذرات أو الأيونات بسرعة فائقة، بينما تُعد التفاعلات التي تتضمن تفكيك الروابط بين الذرات أو الإلكترونات، والمعروفة بالروابط التساهمية، أبطأ نسبياً.
تلعب عدة عوامل دورًا حاسمًا في سرعة التفاعل، مثل اختلاف درجات الحرارة، ومستويات الضغط، وكميات المواد المتفاعلة. وبشكل عام، مع تقدم الوقت تصبح التفاعلات أقل سرعة بسبب استهلاك المواد المتفاعلة. في حالات معينة، يتم إضافة مواد تُعرف بالمحفزات لزيادة سرعة التفاعل.
تعريف التفاعلات الكيميائية
تعرف التفاعلات الكيميائية بأنها العمليات التي تتغير فيها الصفات الأساسية للمواد بشكل جذري أو شبه جذري، مما يؤدي إلى إنتاج مركبات جديدة مختلفة تمامًا عن المركبات الأصلية. تتضمن هذه التفاعلات تغيير الروابط الكيميائية بين المركبات المتفاعلة، وتكوين روابط جديدة بين المواد الناتجة.
أنواع التفاعلات الكيميائية
تحدث أنواع متعددة من التفاعلات الكيميائية بناءً على كيفية تحول المواد المتفاعلة إلى منتجات. فيما يلي أبرز هذه الأنواع:
- تفاعلات كيميائية مركبة
تشمل تفاعل اثنين من المواد أو أكثر لإنتاج منتج واحد، كما في تفاعل الصوديوم مع الكلور لتكوين كلوريد الصوديوم أو احتراق الفحم الذي ينتج عنه ثاني أكسيد الكربون.
- تفاعلات التحلل الكيميائي
تُعتبر هذه التفاعلات عكس التفاعلات المركبة، حيث ينقسم المركب الواحد إلى مادتين أو أكثر، على سبيل المثال، تحلل الماء إلى غازات الهيدروجين والأكسجين.
- تفاعلات كيميائية أحادية الإزاحة
تحدث تفاعلات الإزاحة الفردية عندما يقوم عنصر أكثر نشاطًا بإزاحة عنصر آخر أقل نشاطًا. على سبيل المثال، إذا تم وضع قطعة من الزنك في محلول كبريتات النحاس، فإن الزنك يقوم بإزاحة النحاس.
- تفاعلات التعادل
تُعتبر هذه التفاعلات من نوع الإزاحة المزدوجة، حيث يحدث تفاعل بين حمض وقاعدة، مما يؤدي إلى تشكيل الماء.
- تفاعلات الاحتراق الكيميائي
تحدث هذه التفاعلات عندما يتحد مركب يحتوي عادةً على الكربون مع غاز الأكسجين الموجود في الهواء، ويمكن الإشارة إلى هذه العملية بعملية الحرق، حيث تعتبر الحرارة الناتجة من هذه التفاعلات مفيدة جدًا في معظم حالات الاحتراق.
- تفاعلات كيميائية مزدوجة الإزاحة
في تفاعلات الإزاحة الفردية، يتم تهجير نوع كيميائي واحد، لكن في تفاعلات الإزاحة المزدوجة يُهجَّر نوعان. غالبًا ما تحدد هذه التفاعلات في المحاليل، حيث يتم تشكيل مواد صلبة غير قابلة للذوبان، كما هو الحال في تفاعلات الترسيب أو تفاعلات التعادل.