التتبع الزمني لتحول – سرعة التفاعل Suivi temporel d’une transformation – Vitesse de réaction التتبع الزمني لتحول كيميائي .I لتتبع تحول كيميائي كميا , نحدد كمية.
Download ReportTranscript التتبع الزمني لتحول – سرعة التفاعل Suivi temporel d’une transformation – Vitesse de réaction التتبع الزمني لتحول كيميائي .I لتتبع تحول كيميائي كميا , نحدد كمية.
التتبع الزمني لتحول – سرعة التفاعل Suivi temporel d’une transformation – Vitesse de réaction التتبع الزمني لتحول كيميائي .I لتتبع تحول كيميائي كميا ,نحدد كمية مادة أحد النواتج أو أحد المتفاعالت خالل الزمن ,بطريقة كيميائية كالمعايرة ,أو باعتماد طرق فيزيائية مثل قياس الضغط ,وقياس المواصلة ,وقياس ...PHثم نربط المقدار المقاس بتقدم التفاعل ) ,x(tثم ندرس التطور الزمني لهذا األخير ونستنتج تركيب المجموعة الكيميائية عند كل لحظة. نشاط :1تتبع التطور الزمني لتحول بواسطة المعايرة .1 60.0 2.7 50.0 2.7 40.0 2.6 30.0 2.5 20.0 2.3 15.0 2.1 10.0 1.7 6.0 1.3 2.0 0.6 )t (min )n (I2 .2بإضافتنا للماء المثلج إلى العينة نكون قد خففنا من تركيز المتفاعالت وخفضنا من درجة حرارة الخليط, وبالتالي نكون قد أبطأنا سرعة التفاعل مما يمنحنا الوقت إلجراء المعايرة دون تغير كبير في تركيب العينة. 2II2 + 2e .3خالل هذا التفاعل تتدخل المزدوجتان I2/I- :و .H2O2/H2O + H2O2 + 2H + 2e 2H2O H2O2 + 2I- + 2H+ 2H2O + I2 حالة المجموعة تقدم التفاعل 0 الحالة البدئية x أثناء التفاعل الحالة النهائية xm 2H2O + I2 وفير 0 وفير x xm وفير H2O2 + 2I- + 2H+ )ni(H2O2 )ni(I- وفير وفير ni(H2O2) – x ni(I-) – 2x وفير ni(H2O2) – xm ni(I-) - 2xm التتبع الزمني لتحول – سرعة التفاعل .4انطالقا من الجدول الوصفي نكتبn (I2) = x : .Iتتبع التطور الزمني لمجموعة كيميائية بواسطة المعايرة .1تفاعل أيونات اليودور مع الماء األكسجيني خالل هذا التفاعل تتدخل المزدوجتان: I2/Iو .H2O2/H2O2II2 + 2eH2O2 + 2H+ + 2e2H2O H2O2 + 2I- + 2H+ 2H2O + I2 .2 تحديد كمية مادة ثنائي اليود عند لحظة معينة نعاير ثنائي اليود بأيونات ثيوكبريتات لتحديد كمية اليود المتكونة عند لحظة معينة. I2 + 2e- 2Iخالل هذه المعايرة تتدخل المزدوجتان I2/I- :و. S4O62-/S2O32- 2S2O32- S4O62- + 2eننشئ الجدول الوصفي لهذا التفاعل: I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62حالة المجموعة تقدم التفاعل 2I- + S4O62- 0 0 0 الحالة البدئية 2x x x أثناء التفاعل 2xm xE xE الحالة النهائية I2 + 2S2O32)ni(I2 )nE(S2O32- ni(I2) – x nE(S2O32-) – 2x ni(I2) - xE nE(S2O32-) – 2xE التتبع الزمني لتحول – سرعة التفاعل عند التكافؤ nE(S2O32-) – 2xE = 0 و .ni(I2) – xE = 0 حيث :Cتركيز محلول ثيوكبريتات الصوديوم. :VEالحجم المضاف عند التكافؤ. .3 تحديد تقدم التفاعل وتركيب المجموعة الكيميائية حالة المجموعة تقدم التفاعل 0 الحالة البدئية x أثناء التفاعل الحالة النهائية xm 2H2O + I2 وفير 0 وفير x xm وفير H2O2 + 2I- + 2H+ )ni(H2O2 )ni(I- وفير وفير ni(H2O2) – x ni(I-) – 2x وفير ni(H2O2) – xm ni(I-) - 2xm نالحظ حسب الجدول أن.ni(I2) = x(t) : هذه العالقة تمكن من تمثيل منحنى تغيرات تقدم التفاعل xبداللة الزمن .tومعرفة تقدم التفاعل كافية لتحديد تركيب المجموعة الكيميائية عند لحظة معينة. n (I2) = x ; n(I-) = ni(I-) - 2x ; n(H2O2) = ni(H2O2) – x نشاط :2تتبع تحول كيميائي بقياس الضغط )t (s 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 p(hPa) 1013 1025 1036 1048 1060 1068 1079 1081 1087 1091 1093 1093 التتبع الزمني لتحول – سرعة التفاعل .1خالل هذا التفاعل تتدخل المزدوجتان Mg2+/Mg :و .H3O+/H2 حالة المجموعة تقدم التفاعل Mg2+ + 2H2O + H2 Mg Mg2+ + 2e2H3O+ + 2e2H2O + H2 Mg + 2H3O+ Mg2+ + 2H2O + H2 + 2H3O+ Mg الحالة البدئية 0 0 وفير 0 )ni(H3O+ )ni(Mg أثناء التفاعل x x وفير x ni(H3O+) – 2x ni(Mg) – x الحالة النهائية xm xm وفير xm ni(Mg) – xm ni(H3O+) - 2xm .2نعتبر الغاز داخل الحوجلة كامال. في الحالة البدئية ) (t = 0لدينا pt=0V = patmV = n0RT :حيث :n0كمية مادة الهواء. ptV = (n0 + nt(H2))RT عند اللحظة t ≠ 0لدينا: ptV = patmV + nt(H2)RT (pt – patm)V = nt(H2)RT أي∆pV = xRT : بما أن n(H2) = x :فإن(pt – patm)V = xRT : في الحالة النهائية لدينا pt = pmaxو x = xmإذن (pmax – patm)V = xmRTأي∆pmaxV = xmRT : .3 )t (s 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 x(10-6mol) 0 2.22 4.25 6.46 8.68 10.15 12.19 12.56 13.66 14.40 14.77 14.77 التتبع الزمني لتحول – سرعة التفاعل .4 .5 التتبع الزمني لتحول – سرعة التفاعل .IIIتتبع التطور الزمني لمجموعة كيميائية بانجاز قياس فيزيائي .1تتبع تحول كيميائي بقياس ضغط غاز نعتبر تفاعل حمض االيثانويك ) CH3CO2H(aqمع أيون هيدروجينوكربونات ) HCO3-(aqالذي يتم وفق المعادلة: CH3CO2H + HCO3CH3CO2- + CO2 + H2O لننشئ الجدول الوصفي للتفاعل: حالة المجموعة تقدم التفاعل 0 الحالة البدئية x أثناء التفاعل الحالة النهائية xm CH3CO2H + HCO3CH3CO2- + CO2 + H2O )ni(CH3CO2H )ni(HCO3- 0 0 وفير ni(CH3CO2H) – x ni(HCO3-) –x x x وفير وفير xm xm ni(CH3CO2H) – xm ni(HCO3-) - xm انطالقا من الجدول نالحظ أن .n(CO2) = x إيجاد العالقة بين الضغط pوتقدم التفاعل .x نعتبر الغاز داخل الحوجلة كامال. في الحالة البدئية ) (t = 0لدينا pt=0V = patmV = n0RT :حيث :n0كمية مادة الهواء. ptV = patmV + nt(CO2)RT عند اللحظة t ≠ 0لديناptV = (n0 + nt(CO2))RT : (pt – patm)V = nt(CO2)RT بما أن n(CO2) = x :فإن① (pt – patm)V = xRT : في الحالة النهائية لدينا pt = pmax :و x = xm من ① و ② نستنتج: إذن② (pmax – patm)V = xmRT : التتبع الزمني لتحول – سرعة التفاعل .2 تتبع تحول كيميائي بقياس الموصلية لتتبع تطور تفاعل -2كلورو -2متيل بروبان مع الماء الذي يحدث وفق المعادلة: RCl + H2O ROH + H+ + Cl+ H2O + ROH H+ + Clحالة المجموعة تقدم التفاعل RCl الحالة البدئية 0 0 0 0 وفير )ni(RCl أثناء التفاعل x x x x وفير ni(RCl) – x الحالة النهائية xm xm xm xm وفير ni(RCl) – xm لدينا: بما أن: في الحالة النهائية لدينا: .IVالسرعة الحجمية لتفاعل .1تعريف فإن: ② ① من ① و ② نستنتج: تعرف السرعة الحجمية لتفاعل كيميائي بالعالقة: :v(ti) السرعة الحجمية لتفاعل عند اللحظة tiب.mol.m-3.s-1 : :dx تغير تقدم التفاعل ب.mol : :dt مدة التغير ب.s : :Vs حجم المحلول ب : m3. التتبع الزمني لتحول – سرعة التفاعل ملحوظة: .2 يعبر غالبا عن السرعة بmol.L-1s-1 :أو mol.L-1.min-1أو .mol.L-1.h-1 تحديد سرعة التفاعل الطريقة المبيانية نخط منحنى تقدم التفاعل بداللة الزمن .t نخط مماس هذا المنحنى عند اللحظة .ti نحدد المعامل الموجه لهذا المماس الذي يمثل نقسم هذا المعامل على حجم الخليط عند اللحظة .ti استعمال مجدول يمكن مباشرة حساب السرعة ) v(tiانطالقا من القيم Vsو tiو ( .xiمثال:تجربة نشاط .)2 .3تطور سرعة التفاعل خالل الزمن عند درجة حرارة ثابتة تتناقص سرعة التفاعل مع تناقص تراكيز المتفاعالت. .Vزمن نصف التفاعل .1تعريف زمن نصف التفاعل t1/2هو المدة الضرورية لكي يصل التقدم xإلى نصف قيمته النهائية: ملحوظة: في حالة تفاعل كلي ,يساوي التقدم النهائي قيمة التقدم األقصى. ال ينتهي التفاعل عند اللحظة.t = 2t1/2 : التتبع الزمني لتحول – سرعة التفاعل .2 تحديد زمن نصف التفاعل لتحديد زمن نصف التفاعل مبيانيا ,نحدد قيمة التقدم النهائي للتفاعل بخط مقارب أفقي للمنحنى ,ويمثل أفصول النقطة ذات زمن نصف التفاعل. األرتوب .3 فائدة زمن نصف التفاعل يمكِن زمن نصف التفاعل من اختيار الطريقة المالئمة لتطور المجموعة المدروسة ,بحيث يجب أن تكون المدة الزمنية بين كل قياسين أصغر بكثير من زمن نصف التفاعل t1/2لضمان سالمة الدراسة.