بدء التفاعل

2011 التفاعلات الكيميائية

گريستا وست

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

قبل أن تستطيع قياس معدل سرعة التفاعل، لابدّ من بدء التفاعل أولاً. تتصف بعض التفاعلات الكيميائية بالتلقائية، والمقصود بذلك أن التفاعل يحدث من تلقاء نفسه، بينما تحتاج تفاعلات أخرى إلى الطاقة قبل أن تبدأ.

كي تفهم كيفية حدوث التفاعل التلقائي، حاول أن تتخيل غرفتين موصولتين بباب مغلق. تحتوي إحدى الغرفتين على معطرات جو لإكسابها رائحة الورد، بينما لا تحتوي الغرفة الثانية على أية معطرات، وعندما تفتح الباب الذي يصل بين الغرفتين، سوف يدخل جزء من رائحة المعطر بشكلٍ طبيعي إلى الغرفة الثانية. وستصبح رائحة الغرفتين بعد وقت قصير كرائحة الورد، لكن هذه الرائحة لا تتمتع بزخمها السابق. فليس هناك ما يدفع أو يطلق هذه الرائحة سوى قوة

الانتشار. يطلق الكيميائيون على هذه الحركة اسم «الإنتروبيا » (القصور الحراري). تمثل الإنتروبيا قياس مدى عشوائية أو تشتت نظام ما، وإن معظم الأشياء في الطبيعة تفتقر إلى الترتيب، بما في ذلك العديد من جوانب علم الكيمياء. فذرّات الأكسجين الموجودة في الهواء غير مرتبة بعناية، وإنما تتحرك بصورة عشوائية. تنطوي الأنظمة غير المرتبة على درجة عالية من الإنتروبيا، وتتوقف

درجة إنتروبيا جـسم من الأجـسام على حالة مادته والظروف المحيطة به. فالـغاز، مثلاً، له درجة إنتروبـيا مرتفعة بسـبب العديد من الـذرّات أو الجزيئات المـتحركة في الغاز، أما الأجسام الصلبة، فدرجة الإنتروبـيا فيها أقـل نظراً لتمـاسك العديد من ذرّاتـها في أماكنها. وتمـثل السوائل من حيث درجة

الإنتروبـيا مكـاناً وسـطاً بين الأجسام الغازية والصلبة.

تحدد درجة إنتروبيا المتفاعلات في التفاعلات الكيميائية إلى حد ما كيـفية بدء التفاعل ومدى سرعة حدوثه، أما التفاعل التلقائي يسير بواسطة الإنتروبيا، أي بطريقة عشوائية أو غير منتظمة. فبالطريقة نفسها التي ينتشر فيها معطر الجو من غرفة إلى أخرى، تتحرك المتفاعلات معاً وتكوّن النواتج من خلال تفاعل تلقائي.

تحتاج التفاعلات غير التلقائية إلى شيء

يساعدها على بدء التفاعل. تضاف الطـاقة عادةً إلى النظام كي تتحرك جزيئات المتفاعل بسرعة تكفي لتفاعلها عند تصادمها. وتتوقف سرعة التفاعل الكيميائي لتكوين النواتج على مدى وقوة تصادم المتفاعلات مع بعضها البعض. هناك أمران يحددان عدد التصدامات بين المتفاعلات، وهما التركيز ودرجة الحرارة.