الأحد، 24 سبتمبر 2017

جد العلاقة بين نظرية التصادم وسرعة التفاعل

     جد العلاقة بين نظرية التصادم وسرعة التفاعل
نظرية التصادم
شرح درس نظرية التصادم
فسر علام تدل سرعة التفاعل لتفاعل كيميائي محدد
نظرية التصادم وسرعة التفاعل الكيميائي ثالث ثانوي
صف العلاقة بين طاقة التنشيط وسرعة التفاعل الكيميائي
نظرية التصادم بوربوينت
نظرية التصادم
نظرية التصادم في الكيمياء الحركية                  


سرعة التفاعلات الكيميائية                                                                           
     

               
                  هل تحترق الشمعة  دون أن تشعليها ؟
              إذا تركت قطعة حديد  للهواء الجوي فترة من الزمن هل  يعتريها أي تغير  ؟
                على  ماذا تدل هذه الأمثلة ؟

أن تعطي  الطالبة أمثلة على أنواع التفاعلات الكيميائية من حيث سرعتها
  

 أن تعرّف الطالبة سرعة التفاعل      
   أن تستنتج الطالبة كيفية قياس سرعة التفاعل .                                                             

أن تعمم الطالبة طريقة قياس سرعة التفاعل على جميع التفاعلات

أن تحدد الطالبة الوحدات المستخدمة في التعبير عن سرعة التفاعل



أن تستدل الطالبة بآية على آيات الله في الكون 
{    وَفِي الْأَرْضِ آيَاتٌ لِّلْمُوقِنِينَ }    أنواع التفاعلات الكيميائية من حيث سرعتها
تفاعلات لحظية    مثل الاحتراق و  تغير لون فلز  الصوديوم عند تعرض سطحه للهواء الجوي
تفاعلات بطيئة  نسبياً    مثل صدأ الحديد
تفاعلات بطيئة جداً  ( تستغرق عشرات أو مئات السنين )  مثل التفاعلات في باطن الأرض لتكون النفط
سرعة التفاعل
 معدل التغير في كميات (تركيز) المواد المتفاعلة أو الناتجة في وحدة الزمن .                                       
طريقة قياس سرعة التفاعل
تقاس بعدل تكون إحدى المواد الناتجة أو بعدل اختفاء إحدى الماد المتفاعلة .
مثـــــــــال       
 CO + NO2                     CO2 + NO           
      سرعة التفاعل  =  معدل اختفاء  NO2
                         =  معدل اختفاء  CO
          =  معدل تكون  NO
                                   =  معدل تكون  CO2
يتم  اختيار القيم التي تستعمل لقياس سرعة التفاعل بناء على  سهولة قياسها .
قياس سرعة التفاعل للتفاعل العام a A + bB                       cC  + dD       
                 

           1   معدل اختفاء  المادة  A
          a
           1   معدل اختفاء   المادة B
     b
            1   معدل تكون  المادة  C 
           c
           1   معدل تكون  المادة D
          d

الوحدات المستخدمة في التعبير عن سرعة التفاعل
المحاليل السائلة     التغير في وحدات التركيز / وحدة زمنية
التفاعلات الغازية    الضغط الجزئي  / وحدة زمنية صنفي التفاعلات من حيث سرعتها ؟
  
مثلي للتفاعلات اللحظية ؟
مثلي للتفاعلات البطيئة نسبيا ؟
مثلي للتفاعلات البطيئة جدا ؟



  كيف تقاس  سرعة التفاعل ؟                                                                      



كيف يمكن قياس سرعة التفاعل عمليا ؟
                                                                                                                  
اكتبي معادلة تفاعل أول أكسيد الكربون مع ثاني أكسيد النيتروجين ؟                  
   
كيف يمكن تتبع عملية سير التفاعل؟                                                             

اكتبي ما يوضح ذلك ؟





كيف يتم اختيار القيم التي تستعمل لقياس سرعة
التفاعل ؟


اكتبي معادلة التفاعل بطريقة عامة ؟                                                            
وضحي طريقة قياس التفاعل في المعادلة السابقة ؟  
                                      
كيف يعبر عن سرعة التفاعل في المحاليل المائية ؟

كيف يعبر عن سرعة التفاعل في التفاعلات الغازية ؟
   
           السبورة & الأقلام الملونة &  مسمار من الحديد  اعتراه الصدأ & وسيلة توضح تغير التركيز مع مرور الزمن 
هاتي أمثلة على أنواع التفاعلات الكيميائية من حيث سرعتها ؟

عرفي سرعة التفاعل  ؟
استنتجي كيفية قياس سرعة التفاعل ؟

كيف يمكن تعميم طريقة قياس سرعة التفاعل  على تفاعلات أخرى   ؟

حددي الوحدات المستخدمة في التعبير عن سرعة
التفاعل  ؟

العوامل المؤثرة على سرعة التفاعل     

               
                  حل أسئلة الواجب
              عرفي سرعة التفاعل  ؟
                هل جميع التفاعلات الكيميائية تتم بنفس السرعة ؟
أن تمثّل الطالبة  للتفاعلات المرغوبة و الغير مرغوبة
  

 أن تستنتج الطالبة أثر طبيعة المواد في سرعة التفاعل

أن ترتّب الطالبة التفاعلات حسب سرعة تفاعلها من حيث طبيعة المواد

أن تقارن الطالبة بين التفاعلات المتجانسة وغير المتجانسة









أن توضح الطالبة أثر درجة الحرارة على سرعة التفاعل


أن تربط الطالبة بين المواد الحافزة  و السموم

أن تستدل الطالبة بآية على آيات الله في الكون 
{    وَفِي الْأَرْضِ آيَاتٌ لِّلْمُوقِنِينَ }    الهدف من دراسة العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل
التحكم في التفاعلات بصفة عامة حيث نزيد من سرعة التفاعلات المرغوبة ونقاوم (نثبط ) التفاعلات التي تحدث أثر سلبي غير مرغوب فيه فمثلا في مجال الصناعة يمكننا أن نتحكم في ظروف التفاعل لنحصل على النواتج بأقصى سرعة مما يقلل التكاليف مثل صناعة الزجاج و البلاستيك (تفاعلات مرغوبة )أما غير المرغوبة مثل نمو الفطريات التي تؤدي إلى فساد الأطعمة فنحاول التحكم في  نموها
العوامل المؤثرة على سرعة التفاعل
1- طبيعة المواد الداخلة في التفاعل           2- تركيز المواد الداخلة في التفاعل      3  - درجة الحرارة            4- المواد الحافزة
أولا : طبيعة المواد الداخلة في التفاعل
عند إضافة كمية من أيونات البرمنجنات مع كمية من أيونات الأكسالات في وسط حمضي نلاحظ أن لون البرمنجنات يزول ببطء أما عند  إضافة كمية من أيونــات البرمنجنات مع كمية من أيونات الحديد في وسط حمضي نلاحظ أن لون البرمنجنات يزول  بسرعة نستنتج مما سبق أن أيونات الحديد تزيل لون البرمنجنات بشكل أسرع من الأكسالات  والسبب يعود لكثرة الروابط الموجودة في أيون الأكسالات
مثال  أذا تفاعل قطعتان أحدهما من فلز الصوديوم و الأخرى من فلز المغنيسيوم لهما نفس الحجم و الشكل مع الماء فإننا نلاحظ أن فلز الصوديوم يتفاعل بشدة أكثر من فلز المغنيسيوم و هذا دليل على أن سرعة التفاعل تعتمد على الصفات الكيميائية للمواد حيث  أن فلز الصوديوم أكثر نشاطا كيميائيا من فلز المغنيسيوم
الحالة الفيزيائية للمواد المتفاعلة  لا تتفاعل المواد الصلبة مع بعضها البعض بينما تتفاعل محاليلها بسهولة
سرعة التفاعلات من حيث طبيعة المادة
   1- الأيونات البسيطة        2-  الذرات          3-  الجزيئات قليلة الروابط        4-  الجزيئات كثيرة الروابط  
ثانيا : تركيز المواد الداخلة في التفاعل
تنقسم التفاعلات الكيميائية إلى
التفاعلات المتجانسة التفاعلات التي تتم في وسط متجانس من حالة  واحدة من حالات المادة  ( غازية , سائلة , صلبة)                                                                   
التفاعلات غير المتجانسة هي التفاعلات التي تتم في وسط غير متجانس من حالات المادة ( صلب –  سائل , صلب –  غاز ...) 
أثر التركيز على التفاعلات المتجانسة
 تعتمد على درجة تركيز المواد المتفاعلة حيث تزداد سرعة التفاعل بازدياد تركيز بعض أو كل المواد المتفاعلة ولا يعتبر هذا شرط لزيادة السرعة حيث توجد تفاعلات لا تتأثر بالتركيز   
أثر التركيز على التفاعلات الغير  المتجانسة 
تعتمد سرعة التفاعل على مساحة منطقة التلامس بين المواد المتفاعلة  , حيث يتأكسد الحديد على شكل برادة بصورة أسرع من تأكسده على شكل قضيب
ثالثا : درجة الحرارة
   تزداد سرعة التفاعل بازدياد درجة الحرارة و العلاقة فيها تختلف من تفاعل لآخر .
أمثلة : 1-زيادة درجة الحرارة تساعد على تسريع عملية الطبخ ( أواني الضغط )     2-نقصان الحرارة (التبريد ) يساعد على التقليل من تفاعل تحلل المواد الغذائية (الثلاجة )
رابعا : المواد الحافزة
هي مادة تزيد من سرعة التفاعل الكيميائي دون أن تستهلك
أمثلة 1- استخدام أكاسيد الحديد في صناعة النشادر والصناعات البتروكيميائية               2-  الأنزيمات في جسم الإنسان
السموم
هي مواد تعيق عمل المواد الحافزة  مثل الكبريت الذي يشل عمل الحديد في إنتاج النشادر                                                      ما الهدف من دراسة العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل ؟

مثلي للتفاعلات المرغوبة ؟
مثّلي للتفاعلات غير المرغوبة ؟
  



عددي العوامل المؤثرة على سرعة التفاعل؟
القيام بنشاط عملي (1-1)
أي التفاعلات التالية أسرع مع الماء ؟
1- تفاعل الماء مع فلز الصوديوم
2- تفاعل الماء مع فلز المغنيسيوم
كيف تؤثر الروابط الكيميائية في سرعة التفاعل   ؟
                                      
كيف تؤثر الحالة الفيزيائية للمواد المتفاعلة على سرعة التفاعل ؟
القيام بنشاط ( 1-2)

عرفي التفاعلات المتجانسة ؟                                                                       
عرفي التفاعلات غير المتجانسة ؟                                                                    
أين تتم التفاعلات المتجانسة ؟
أين تتم التفاعلات غير المتجانسة ؟
هاتي أمثلة على التفاعل المتجانس ؟
هاتي أمثلة على التفاعل غير المتجانس ؟
على ماذا تعتمد سرعة التفاعل المتجانس ؟
على ماذا تعتمد سرعة التفاعل غير المتجانس ؟
 
القيام بنشاط ( 1-3)
القيام بنشاط ( 1-4)
ما العلاقة بين سرعة التفاعل و درجة الحرارة ؟
هل تتشابه هذه العلاقة في جميع التفاعلات ؟
هاتي أمثلة على أثر درجة الحرارة  على سرعة
التفاعل ؟
كيف نؤثر على التفاعلات البطيئة لزيادة سرعتها ؟                                          
عرفي المواد الحافزة ؟                                                                             
 هاتي أمثلة على العلاقة بين المواد الحافزة و سرعة التفاعل ؟
ما هو تأثير الكبريت على عمل الحديد في هذا التفاعل ؟
ماذا يسمى ؟
 عرفي السموم ؟

           

السبورة & الأقلام الملونة &  أنابيب اختبار  & سحاحة & حمض الكبريت & محلول أكسالات الصوديوم محلول كلوريد الحديد الثنائي & مخبار & قطارة & ساعة توقيت & برمنجنات بوتاسيوم & حمض الكلور & فلز خارصين & فلز الرصاص & فلز القصدير &ميزان & شريط مغنيسيوم  & كأس & فيتامين سي فوار & ماء ساخن & ماء بارد   
مثلي للتفاعلات المرغوبة و الغير مرغوبة ؟



استنتجي أثر طبيعة المواد في سرعة
التفاعل  ؟

رتبي التفاعلات حسب سرعة تفاعلها من حيث طبيعة المواد  ؟      


قارني بين التفاعلات المتجانسة و التفاعلات غير المتجانسة  ؟
وضحي أثر درجة الحرارة على سرعة التفاعل؟


ما العلاقة بين المواد الحافزة و السموم ؟                                            
تفسير أثر العوامل المختلفة على سرعة التفاعل الكيميائي
     

               
                  حل أسئلة الواجب
              عرفي سرعة التفاعل  ؟
                عددي العوامل المؤثرة على سرعة التفاعل ؟

        
أن تعدد الطالبة فروض نظرية التصادم                                           

 
أن تفرّق الطالبة بين التصادم المثمر و غير المثمر

أن تعدد الطالبة شروط التصادم المثمر

أن تفسر الطالبة  العوامل المؤثرة على سرعة التفاعل تبعا لنظرية الحالة الانتقالية


أن تعرّف الطالبة الطاقة المنشطة



أن تعدد الطالبة مميزات المركب النشط

أن تستدل الطالبة بآية على آيات الله في الكون 
{    وَفِي الْأَرْضِ آيَاتٌ لِّلْمُوقِنِينَ }    وضع العلماء نظريتين لتفسر أثر العوامل المختلفة على سرعة التفاعل         1-   نظرية التصادم                             2-   نظرية الحالة الانتقالية
أولا : نظرية التصادم
الفرض الأول    لكي يتفاعل جزيء من مادة معينة مع جزيء من مادة أخرى فإن عليهما أن يتصادما , أي أن التصادم شرط أساسي لحدوث التفاعل
العلاقة بين عدد التصادمات وتركيز المادة وسرعة التفاعل
                                                                          نواتج                                              A+ B  
معدل سرعة التفاعل تتناسب طرديا مع عدد التصادمات بين جزيئات المواد المتفاعلة في الثانية كلما زاد تركيز المواد المتفاعلة  يزيد عدد جزيئاتها وبالتالي  يزيد احتمال التصادم بينها وبذلك تزيد سرعة التفاعل
  سرعة التفاعل α  عدد التصادمات في الثانية
الفرض الثاني    ليس من الضروري أن يؤدي كل تصادم بين جزيئين إلى حدوث تفاعل بينهما فهناك  تصادمات غير مثمرة   لا ينتج عنها أي تفاعل
أنواع التصادمات
التصادم المثمر  هو التصادم الذي ينتج عنه تفاعل                                                  التصادم الغير مثمر  هو التفاعل الذي لا ينتج عنه تفاعل
شروط حدوث التصادم المثمر
أولاً : أن تكون الجزيئات المتصادمة في اتجاه مناسب لحظة التصادم
ثانياً : أن تتوفر كمية من الطاقة لحدوث التفاعل حيث لا تمتلك جميع الجزيئات قدراً متماثلاً من الطاقة  و من ثم لن يحدث تصادم مثمر لأي منها ما لم الطاقة اللازمة لحدوث التفاعل
ثانيا : نظرية الحالة الانتقالية
تفسر هذه النظرية كون عدد ضئيل من الجزيئات المتصادمة تعطي تصادم مثمر أي تكوين النواتج و سبب ذلك أنه لكي تصطدم الجزيئات اصطداما مثمرا يجب عليها أن تتخذ أوضاع مناسبة من حيث المسافة و الاتجاه لتتم عملية التصادم وهذه الأوضاع ذات طاقة عالية والتي تعبر بدورها عن حاجز من الطاقة على جزيئات المواد المتفاعلة أن تتخطاه كي تعطي النواتج  و عند قمة هذا الحاجز ترتبط الوحدات المتصادمة لفترة وجيزة جدا ارتباطا أقل استقرار من كل المواد المتفاعلة و الناتجة  وتسمى هذه الحالة بالحالة الانتقالية أو النشطة و التي يتكون عندها مركب نشط ( وسطي ) غير ثابت و طاقته أكبر من طاقة المواد المتفاعلة و الناتجة و يعرف بالمركب النشط
الطاقة المنشطة
هي الطاقة اللازمة لتحويل المواد المتفاعلة إلى المركب النشط .
المركب النشط
مركب يتكون لحظياً نتيجة اكتساب المواد المتفاعلة الطاقة المنشطة بحيث يتفكك ويعطي نواتج أو يتفكك ويعطي المواد المتفاعلة
مميزات المركب النشط
1- مركب غير ثابت                                                                                  2-   تركيبه وسطي بين المواد المتفاعلة والمواد الناتجة , ولا يمكن فصله في الغالب    
3-   طاقته دائماً أعلى من طاقة المواد المتفاعلة والمواد الناتجة                           4- يمكن أن يتفكك إلى نواتج ويمكن أن يتفكك إلى مواد متفاعلة
    المواد الحافزة   توفر في التفاعلات الكيميائية طريقا يحتاج إلى طاقة منشطة أقل من الطاقة المنشطة اللازمة بغياب العامل الحافز و بالتالي تزداد سرعة التفاعل          ما هي النظريات التي تفسر أثر العوامل على سرعة
 التفاعل ؟
كيف يحدث التفاعل ؟
ما العلاقة بين عدد التصادمات و تركيز المواد المتفاعلة و سرعة التفاعل ؟          
                               
هل من الضروري أن يؤدي كل تصادم إلى تفاعل ؟   

اشرحي نظرية التصادم ؟ 

ما هي أنواع التصادمات بين الجزيئات ؟
ما هو التصادم المثمر ؟                                                                                 
ما هو التصادم غير المثمر ؟
متى يحدث التصادم المثمر ؟   






فسري الشرط الأول من شروط التصادم المثمر ؟   
فسري الشرط الثاني من شروط التصادم المثمر ؟                                                                                                                                   


كيف تفسر نظرية الحالة الانتقالية كون عدد ضئيل من التصادمات تعطي تصادم مثمر ؟
 
ما هي الطاقة الناتجة من حدوث المرحلة الانتقالية ؟
ما هو المركب الناتج من تكون الحالة الانتقالية ؟
عرفي المركب المنشط ؟
  
وضحي بالرسم البياني تفسير أثر المواد الحافزة على سرعة التفاعل ؟

السبورة & الأقلام الملونة    
عددي فروض نظرية التصادم  ؟  

كيف يمكن التمييز بين التصادم المثمر و غير                           
المثمر ؟



  عددي شروط التصادم المثمر  ؟


فسري العوامل المؤثرة على سرعة التفاعل تبعا لنظرية الحالة الانتقالية ؟


عرفي الطاقة
المنشطة ؟   

عددي مميزات المركب النشط ؟                                      


قانون سرعة التفاعل     

               
                  حل أسئلة الواجب
              عددي فروض نظرية التصادم  ؟
                ما هي شروط التصادم المثمر ؟
أن تستنتج الطالبة قانون سرعة التفاعل
  

أن تعرّف الطالبة قانون سرعة التفاعل                                            
أن تعرّف الطالبة خط سير التفاعل .              


أن تكتب الطالبة قانون سرعة التفاعل
أن تحدد الطالبة الخطوة المحدد لسرعة التفاعل في المثال          



أن تستدل الطالبة بآية على آيات الله في الكون 
{    وَفِي الْأَرْضِ آيَاتٌ لِّلْمُوقِنِينَ }      استنتاج  قانون سرعة التفاعل     
            aA + bB                       cC + dD
      سرعة التفاعل α  a [  A  ] 
سرعة التفاعل α  b [  B  ]
سرعة التفاعل   α    a [  A  ]   ×  b [  B  ]
  قانون سرعة التفاعل   =  ثابت ×  a [  A  ]   ×  b [  B  ]
و يسمى الثابت  ثابت سرعة التفاعل
تعريف قانون سرعة التفاعل                
حاصل ضرب تراكيز المواد المتفاعلة في الخطوة البطيئة مرفوعا كل منها إلى أس يساوي معاملها .

لا يمكن التنبؤ بقانون سرعة التفاعل بمجرد النظر إلى المعادلة , لأن معادلة التفاعل لا تمثل بالضرورة مسار التفاعل و ليس جميع التفاعلات  تتم في خطوة واحدة ولكن يمكن التنبؤ بقانون سرعة التفاعل من معرفة خطوات التفاعل                                                                                          
خط  سير التفاعل                    
  الخطوات المكونة للتفاعل الكلي .
الخطوة المحدد لسرعة التفاعل           
     أبطأ خطوة من خطوات التفاعل .                                                 
مثـــــــــــال   
                   2H2  + 2NO                       N2  +  2H2O
وجد بالتجربة أن قانون سرعة التفاعل هو
سرعة التفاعل =  ثابت ×  [ H2 ] ×[ NO ]2
بما أن القانون لا يتفق مع المعادلة    إذن  التفاعل لا يحدث في خطوة واحدة و قد وجد أنه يحدث في خطوتين هما
      بطيء    +  2H2O H2  + 2NO                       N2O
          سريع               +  2H2O N2O                       N2    H2  +          
  
و منه نجد أن قانون سرعة التفاعل يتفق مع الخطوة البطيئة و هي الخطوة المحددة لسرعة التفاعل        
         اكتبي معادلة لتفاعل كيميائي بصورة عامة ؟                                                     

ما العلاقة بين سرعة التفاعل  و تركيز المادة A  ؟
 ما العلاقة بين سرعة التفاعل  و تركيز المادة B ؟

 بيني مما سبق  العلاقة بين تركيز المادة A  و تركيز B  ؟                                   

ماذا تسمى هذه العلاقة ؟
هل يمكن التنبؤ بقانون سرعة التفاعل ؟
لماذا ؟


 كيف يمكن أن يحدد التفاعل ؟
 عرفي الخطوة المحددة لسرعة التفاعل ؟
 وضحي الخطوة المحددة لسرعة التفاعل من خلال مثال ؟

 في تفاعل غاز الهيدروجين مع أكسيد النيتريك اكتبي معادلات التفاعل ؟                 

 في كم خطوة يسير التفاعل ؟                                                                         في التفاعل التالي :
وضحي حدوث هذا التفاعل ؟                                                                      2H2  + 2NO                    N2  +  2H2O
           
هل يمكن كتابة قانون سرعة التفاعل في التفاعل السابق ؟                                      
متى يمكن معرفة ما إذا كان التفاعل يتم في خطوة واحدة أو أكثر ؟                                

السبورة & الأقلام الملونة    
استنتجي قانون سرعة التفاعل  ؟

 عرفي قانون سرعة التفاعل؟                                                            

عرفي خط  سير التفاعل ؟
اكتبي قانون سرعة التفاعل في التفاعل المعطى ؟
حددي الخطوة المحددة  لسرعة التفاعل                           
في المثال ؟



ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق