التطورات الوحدة المجال يبة المستوى: 3 + ر+ رقم : 01 الدرس الرت PV = nrt. n = C = C m C 2 F = = atm 082 mole. mole 273 === ( g.mol.

Transcript

1 التطورات المجال يبة الرت الزمنية المتابعة الوحدة كيمياي ي في وسط ماي ي لتحول ر ت ر ت ع المستوى رقم الدرس لية قب سبات مآت ترآيز محلول ماي ي و آمية المادة علاقة آمية المادة بالآتلة صلب أو ساي ل أو غاز حالة m M gmol m آتلة المادة g M الآتلة المولية الجزيي ية - mol آمية المادة علاقة آمية المادة بحجم غاز غاز حالة g M L / mol g حجم الغاز L M الحجم المولي mol آمية المادة لمحلول الترآيز المولي والترآيز الآتلي L المحلول حجم mol mol آمية المادة L - المولي الترآيز C C g l - الترآيز الآتلي C m العلاقة بين الترآيز المولي والترآيز الآتلي 4 L حجم المحلول g آتلة المادة m C m m C Cm M gmol M الآتلة المولية الجزيي ية - g L - الترآيز الآتلي C m mol L - الترآيز المولي C P d C M علاقة الترآيز المولي بدرجة النقاوة والآثافة 5 P mol درجة النقاوة % L - المولي الترآيز C gmol d آثافة المذاب بالنسبة للماء M الآتلة المولية الجزيي ية - eau C C قا نون التمديد 6 mol L - mol L - قبل التمديد بعد التمديد حجم المحلول قبل التمديد L حجم المحلول بعد التمديد L C الترآيز المولي الترآيز المولي C C C F معامل التمديد F P RT القانون العام للغاز المثالي 8 mol Pa حجم الغاز m آمية المادة P ضغط الغاز T درجة الحرارة المطلقة آلفن R K ثابت الغاز المثالي Pa m L am R mole K mole K T K C 7 C سلسيس درجة الحرارة المي وية C التقدم تقدم التفاعل وجدول ا التقدم X لتفاعل آيمياي ي هوعدد مرات تآرار التفاعل الآيمياي ي و يعبرعنه بالمول ويسمح بمتابعة تطور تقدم التفاعل التحول الآيمياي ي α A β B γ C δ D التقدم جدول

2 [] مثال حيث نعتبر التحول الآيمياي ي المنمذج بالمعادلة الآيمياي ية الاتية D C B A الا نواع الآيمياي ية δ γ β α المعاملات الستوآيو مترية mole التفاعل mole تقدم x x الجملة حالة الابتداي ية الحالة الانتقالية الحالة النهاي ية الحالة x f α A β B γ C i A i B i A - αx i B - βx γx i A - αx f i B - βx f γx f δ D δx δx f هو المتفاعل الذي تستهلك آمية مادته قبل آل المتفاعلات الا خرى المحد المتفاعل هو قيمة التقدم لما تتوقف الجملة الآيمياي ية عن التطور x f النهاي ي التقدم هو قيمة التقدم الموافق لاستهلاك المتفاعل المحد x max ألا عظمي التقدم x f < x max x f x max حالة التفاعل غير التام ملاحظة حالة التفاعل التام max max الناقلية الآهرباي ية الناقلية الآهرباي ية G ناقلية جزء من محلول محصور بين لبوسين ناقلين مساحة آل منهما S والبعد بينهما L تعطى الناقلية S S m ثابت الخلية K K بالعلاقة الا تية σ G حيث L L G الناقلية وحدتها السيمنس S S مساحة سطح اللبوس m L البعد بين اللبوسين m σ الناقلية النوعية - Sm I eff G أخرى للناقلية G علاقة R U eff I eff Ω مقاومة المحلول R الشدة المنتجة للتيار الآهرباي ي A U eff التوتر المنتج الآهرباي ي σ C النوعية σ بالناقلية علاقة الترآيز المولي C في محلول شاردي مخفف ترآيزه C الناقلية النوعية σ تتناسب طردا مع الترآيز C ونآتب mole C الترآيز المولي - m Sm σ الناقلية النوعية - Sm mole الناقلية النوعية المولية - السالبة للشاردة x الموجبة و للشاردة x شاردي بدلالة لمحلول النوعية المولية الناقلية في محلول شاردي مخفف يحتوي على الشوارد Xو الشوارد السالبة - X ترآيزهما ] X [ و[ - X [ علي الترتيب فتآون β x α x المولية النوعية الناقلية أ X - و X معاملات الشوارد β و α σ x [ X ] x [ X - ] الناقلية النوعية σ ب ] X [ X - ] [ تراآيز الشوارد المتبقية المتواجدة في المحلول في الحالة العامة عندما يآون المحلول الشاردي يحتوي على عدة شوارد موجبة و سالبة فتآون α x β x الناقلية النوعية المولية أ الناقلية النوعية σ ب σ x [ X ] x - - [ X - ] 4 الا آسدة الارجاعية هي عبارة عن تغير آيمياي ي يصاحبه فقدان الالآترونات من ذرة أو مجموعة من الذرات الا آسدة 4 هي عبارة عن تغير آيمياي ي يصاحبه اآتساب الالآترونات من ذرة أو مجموعة من الذرات الارجاع 4 هي أفراد آيمياي ية ذرة شاردة جزئ يمآن أن تآتسب الآترون أو أآثر المؤآسدات 4 هي أفراد آيمياي ية ذرة شاردة جزئ يمآن أن تفقد الآترون أو أآثر المرجعات 4 4

3 من خلال التعاريف السابقة نآتب المعادلة النصفية الاآترونية تعريف تفاعل الا آسدة الارجاعية 4 5 هو تفاعل يحدث فيه تبادل للالآترونات بين ثناي يتين مؤ / مر و مؤ / مر الارجاعية اللا آسدة طريقة موازنة معادلات 4 6 في وسط حمضي أ نوازن جميع الذرات عدا ذرات الا آسيجين و ذرات الهيدروجين نوازن ذرات الا آسيجين با ضافة الماء O H H أو H نوازن ذرات الهيدروجين با ضافة الشوارد O 4 نوازن الشحنات با ضافة الالآترونات - e في وسط أساسي ب نوازن جميع الذرات عدا ذرات الا آسيجين و ذرات الهيدروجين OH نوازن ذرات الا آسيجين با ضافة الشوارد - نوازن ذرات الهيدروجين با ضافة الماء O H 4 نوازن الشحنات با ضافة الالآترونات - e المعايرة 5 أآسدة red OX e - ارجاع معايرة نوع آيمياي ي هو تعيين ترآيزه المولي في هذا المحلول وتوجد عدة أنواع منها من المعايرة الهدف 5 المعايرة اللونية ب المعايرة عن طريق قياس الناقلية أ المعاير المحلول تجريبيا معلوم المعاير المحلول تجريبيا معلوم C C المعاير المحلول معلوم مجهول من آاشف قطرات ملون C المعاير المحلول معلوم مجهول C عن طريق قياس الناقلية معايرة لونية مععععايرة نقطة التآافؤ 5 عند نقطة التآافؤ آمية تآون آمية مادة المتفاعلين متناسبة مع الا عداد الستوآيومترية لمعادلة التفاعل مثال نعتبر التحول الآيمياي ي المنمذج بالمعادلة الآيمياي ية الاتية عند التآافؤ تآون α A β B γ C δ D - - A B α β حيث B C B B A C A A المدة الزمنية لتحول آيمياي ي التحولات السريعة يآون التحول الآيمياي ي سريعا عندما يتم في مدة زمنية قصيرة جدا حيث لا يمآن متابعته زمنيا أمثلة تفاعلات الانفجار بعض تفاعلات الترسيب تفاعلات الا حماض و الا سس محلول نترات الفضة محلول آلور الصوديوم تعطي راسب آلور الفضة

4 يآون التحول الآيمياي ي بطيي ا عندما يمآننا تتبعه بالعين المجردة أو باستعمال أدوات القياس مثل البطيي ة التحولات جهاز الناقلية الضغط ال ph متر مثال تفاعل الماء الا وآسيجيني محلول يود البوتاسيوم يظهر اللون الا سمر تدريجيا لون محلول ثناي ي اليود يآون التحول الآيمياي ي بطيي ا جدا ا ذا آانت نو اتج تطور الجملة لا تلاحظ الا بعد أيام أو أشهر التحولات البطيي ة جدا أوسنوات أمثلة تفاعلات التخمر تفاعل الا سترة اماهة تا آل صخور الجبال محلول برمنغنات البوتاسيوم بنفسجي بعد عدة أشهر يصبح لونه أشقر لون أآسيد المنغنيز MO المتابعة الزمنية لتحول آيمياي ي لمتابعة تطور تحول آيمياي ي زمنيا يجب تحديد الترآيز أوآمية المادة لمتفاعل أو ناتج خلال أزمنة متعاقبة ومن أجل هذا يمآن استعمال عدة طرق منها المعايرة اللونية الطريقة الآيمياي ية أ الطريقة الفيزياي ية قياس الناقلية الضغط الحجم ال ph ب تخريب تفاعل المعايرة اللونية مثال K S O مع بيروآسوديآبريتات البوتاسيوم K I تفاعل يود البوتاسيوم 8 S عديمة اللون O 8 K I الشوارد K SO8 C 6 mol / l ml نمزج K I C 4 mol / l ml ml نلاحظ ظهور اللون الا صفر و يتحول تدريجيا الى الا سمر لون ثناي ي اليود I فالتحول بطيء ان التفاعل المنمذج للتحول عبارة عن أآسدة ارجاعية ومعادلته هي I S شاردة الآبريتات عديمة اللون SO O8 I SO 4 4 جدول التقدم لهذا التحول هو تقدم التفاعل mole x x الجملة حالة الابتداي ية الحالة الانتقالية الحالة النهاي ية الحالة x f I SO8 I SO 4 C C C x C - x x x C x f C x f x f x f من المزيج ml أنابيب اختبار ونضع في آل أنبوب نا خذ لمتابعة التحول الآيمياي ي زمنيا نحدد آمية ثناي ي اليود المتشآل I في آل أنبوب بمعايرته خلال أزمنة مختلفة بواسطة C mol العديم اللون ذي الترآيز / L Na محلول ثيو آبريتات الصوديوم O S عند آل دقاي ق نضيف ماء جليد توقيف التفاعل النشاء أو التيودان لون أزرق مع I عند بلوغ التآافؤ يختفي اللون الا زرق ويصبح المحلول عديم اللون نسجل الحجم E المضاف عند التآافؤ ونآرر العملية من أجل الا نابيب الا خرى فنحصل على الجدول التالي m E ml

5 I SO I S4O6 شاردة تيطرا ثيونات Na SO C mol / l E? S 4 O 6 معادلة التفاعل المنمذج للمعايرة هي الشوارد الا تية عديمة اللون Na S O I S 4 O 6 mi عند المزيج الاول الا نبوب ml I? جدول تقدم المعايرة تقدم التفاعل mole x x x f x E الجملة حالة الابتداي ية الحالة الانتقالية الحالة عند النهاي ية الحالة التآافؤ I SO I S4O6 I I - x I - x E S S S O O O -x -x E x x E x x E I S O I C E عند التآافؤ يتحقق I I I ml I ml I CE E فنحصل على الجدول التالي mi I m mol x I من جدول التقدم السابق لدينا و منه يمآن الحصول على الجدول الا تي mi mi x m mol x m mol نرسم البيان x f فنحصل على الشآل التالي عملية المعايرة تمآن من المتابعة الزمنية لتطور جملة آيمياي ية نتيجة mi تحول آيمياي ي عن طريق قياس الناقلية متابعة

6 R ميثيل بروبان آلور الماء مع تفاعل مثال اضافة الايثانول C H 5 OH لتسهيل عملية ملاحظة الامتزاج بين O R H معادلة التفاعل المنمذج لهذا التحول الآيمياي ي هي R l H O l ROH H ml H O نمزج ml C H 5 OH ml R نسجل عند آل لحظة قيمة الناقلية النوعية σ فنحصل على جدول القياسات التالية mi mi σ S / m σ S / m Cm Cm 5 S / m mi نرسم البيان σ f باستعمال السلم فنحصل على الشآل الاتي جدول تقدم التفاعل mi تقدم mole التفاعل mole x x R l H O l ROH H R بزيادة بزيادة الجملة حالة الابتداي ية الحالة الانتقالية الحالة R x X X X اذن تعطى الناقلية النوعية بالعلاقة H الشوارد المتواجدة في المحلول هي σ [ H ] [ ] H x [ H ] [ ] من الجدول x σ H من و نجد x f و σ σ f عند الحالة النهاي ية لدينا σ f H 4 فتصبح العلاقة من الشآل x m mol x σ σ 4 / فنجد بقسمة العلاقتين f mi σ f يماثل البيان x و منه البيان g فنحصل على البيان الاتي ان قياس الناقلية النوعية σ لوسط تفاعلي نتيجة تسمح بالمتابعة الزمنية لتقدم التفاعل خلال تطور جملة آيمياي ية - 6 -

7 سرعات التفاعل نعتبر التحول الآيمياي ي المنمذج بالمعادلة الآيمياي ية الاتية التفاعل سرعة dx mol / S السرعة اللحظية أ d السرعة الحجمية الحجمية اللحظية السرعة أ ب السرعة الوسطية m α A β B γ C δ D X mol / S dx d [ X ] d d mol / l S m X [ X ] mol / l S السرعة الحجمية الوسطية ب D d d D mol / S ملاحظة تشآل النوع D سرعة A α A d A d B β mol / S اختفاء النوع A سرعة العلاقة بين سرعة التفاعل و سرعة التشآل و سرعة الاختفاء C D γ δ السرعات اللحظية تمثل ميل المماس عند اللحظة ملاحظات السرعات المتوسطة تمثل ميل القاطع بين اللحظتين السرعات دوما مقادير موجبة A, [ A ] D, [ D ] X, [ X ] سرعة التفاعل و السرعة الحجمية حساب سرعة التشآل حساب سرعة الاختفاء حساب / التفاعل نصف زمن 4 X f هو المدة الضرورية لبلوغ التفاعل نصف تقدمه النهاي ي أي X هو المدة الضرورية لاستهلاك نصف آمية مادة المتفاعل المحد اذا آان التفاعل تام X f X f X mol f f a mol / / غير تام التحول - 7 -

8 X f X max X mol a mol x f x max / / تام التحول العوامل الحرآية 4 درجة الحرارة يآون تطور جملة آيمياي ية أسرع آلما أرتفعت درجة الحرارة 4 الشآل مثال طهي الا طعمة بسرعة المحافظة على الاطعمة الغذاي ية بالتبريد يآون تطور جملة آيمياي ية أسرع آلما آانت التراآيز المولية الابتداي ية للمتفاعلات أآبر الترآيز الابتداي ي للمتفاعل 4 الشآل مثال ماء جافيل النظاف الشكل الشكل C C θ θ θ C C الوساطة 4 الوسيط هو نوع آيمياي ي يسرع التفاعل الآيمياي ي دون أن يظهر في معادلة التفاعل 4 الوساطة هي عملية تا ثير الوسيط على التفاعل الآيمياي ي 4 الوساطة أنواع 4 الوسيط يشبه حالة احد المتفاعلات مثال تفاعل الاسترة المتجانسة الوساطة أ الوسيط و المتفاعلات ليست لها نفس الحالة مثال تجربة المصباح دون لهب الا غلبية صلبة غير المتجانسة الوساطة ب الا نزيمية إذا آان الوسيط إنزيم نقول أن الوساطة الا نزيمية آاي ن حي الوساطة ج المجهري التفسير 4 4 هو التصادم الذي ينتج عنه تفاعل آيمياي ي الفعال التصادم 4 4 المثمر الفعال شروط التصادم 4 4 أن تتحذ الجزيي ات المتصادمة الوضع المناسب من حيث المسافة و الاتجاه أن لا تقل طاقة الجزيي ات المتصادمة عن الطاقة المنشطة تا ثير العوامل الحرآية على التصادم 4 4 إن زيادة ترآيز المتفاعلات أو ارتفاع درجة الحرارة يسمح بارتفاع عدد التصادمات الفعالة مما يؤدي الى ارتفاع سرعة التفاعل - 8 -