التحكم بالتفاعل

2011 التفاعلات الكيميائية

گريستا وست

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

إن التركيز ودرجة الحرارة عاملان يؤثران على معدل سرعة التفاعل. ويمكن أن يتغير هذان العاملان خلال عملية التفاعل، مما يؤثر على كافة التفاعلات الجارية.

ويستطيع الكيميائيون أيضاً استعمال مواد تساعد على إبطاء أو تسريع التفاعلات تُسمى «المحفِّزات .» كما تُستخدم «المثبِّطات » التي تساعد على إبطاء أو إيقاف التفاعلات، وهذه المواد ليست متفاعلات أو نواتج، بالإضافة إلى أنها لا تخضع للتغيير أثناء التفاعل الكيميائي، وإن كلتا المادتين، المحفزات والمُثبطات، تعملان من خلال تغيير طاقة التنشيط – كمية الطاقة التي تحتاج إليها المتفاعلات كي تبدأ تفاعلها.

لكنها لا تقوم بتغيير كمية الطاقة المتحررة أو الممتصة نتيجة التفاعل.

تعمل المحفزات على التقليل من طاقة التنشيط، كي تستطيع المزيد من المتفاعلات تكوين النواتج عند درجات حرارة منخفضة، وغالباً تعمل المحفزات من خلال توفير سطح تستطيع المتفاعلات أن تتجمع فوقه وتتفاعل من دون الحاجة إلى كمية كبيرة الطاقة.

على سبيل المثال، تستخدم المحولات الحفازة (أجهزة تحويل غاز العادم) في السيارات طبقة رقيقة من البلاتين والإريديوم كمادة محفزة، ويساعد هذان الفلزان على التخلص من الغازات الضارة الناجمة عن احتراق الجازولين (البنزين) والديزل. تلتصق جزيئات الغاز الضارة بسطح المادة المحفزة، حيث تستطيع التفاعل مع الأكسجين وتصبح أقل خطراً. وتقوم المحولات الحفازة أيضاً بتحويل غاز أول أكسيد الكربون ( CO )، وهو مادة سامة، إلى

غاز ثاني أكسيد الكربون ( CO2 ).

تؤدي المُثبِّطات إلى زيادة طاقة التنشيط، مما يؤدي إلى تصادم عدد أقل من الجزيئات مع كمية قليلة من الطاقة لتكوين النواتج، وبالتالي تتباطأ عملية التفاعل، وفي أغلب الأحيان تعمل المُثبطات بالترابط مع المتفاعلات، بحيث يتعذر على الجزيئات الأخرى التماس فيما بينها. إن العديد من التفاعلات التي تحدث داخل الخلايا الحية تخضع لسيطرة هذه المُثبطات.