محتويات
الأيونات التي لا تشارك في التفاعل الكيميائي فعليًا تسمى
الأيونات المتفرّجة.
تُعرف الأيونات التي لا تشارك في التفاعلات الكيميائية باسم الأيونات المتفرّجة وهي عبارة عن مجموعة من الأيونات الموجبة والتي تسمى الكاتيونات، ومجموعة من الأيونات السالبة التي تُعرف بالأنيونات، فإن لم يحدث تغيُّر في الأيون خلال المعادلة الكيميائيَّة لا يحدث أي تغيُّر أيضًا في توازن المعادلات، بالتالي يتم في الغالب تجاهل تلك الأيونات، لذلك عرفت باسم المتفرّجة أي لا تشارك بأي عمل خلال هذا التفاعل.
أمثله على الأيونات المتفرجة
من الأمثلة على الأيونات المتفرجة التفاعل الكيميائي بين كلوريد الصوديوم (NaCl) وكبريتات النحاس (CuSO4) داخل المحلول الملحي، والذي يمكن إيضاحه من خلال المعادلة التالية:
- 2 NaCl (aq) + CuSO4 (aq) → 2 Na + (aq) + SO42- (aq) + CuCl2 (s)
- الشكل الأيوني لهذا التفاعل يتمثل في: 2 Na + (aq) + 2 Cl- (aq) + Cu2 + (aq) + SO42- (aq) → 2 Na + (aq) + SO42- (aq) + CuCl2 (s)
حيث أنَّ أيونات الصوديوم وأيونات الكبريتات واحدة من أمثلة الأيونات المتفرّجة، والتي لا تؤثر على نتيجة التفاعل ويعتبر وجودها أو إزالتها من داخل التفاعل هو نفس ذات التأثير.[3]
علل تتفق جميع تفاعلات التعادل في المعادلة الايونية المعبرة عنها
يرجع السبب في ذلك إلى إظهارها لنفس النّاتج مهما اختلف الحمض أو القاعدة، حيثُ أنَّ التفاعلات الطبيعيَّة والغير طبيعية يمكن أن تضم عدد من الأنواع الأيونية المختلفة داخل هذه التفاعلات، وبالرغم من ذلك هناك أنواعًا أخرى من الأيونات لا تُحدث أي تغيير في التفاعلات أو الناتج من هذه التفاعلات.
لذا تسمى بالأيونات المتفرّجة والتي يمكن إزالتها من داخل التفاعل لعدم تأثيرها في التفاعل الكيميائي، وعند إزالة تلك الأيونات تسمى المعادلة الكيميائية بالمعادلة الصافية.[4]
ما هي العوامل التي تؤثر على سرعة التفاعل الكيميائي
- طبيعة التفاعل.
- تأثير التركيز على معدّل التفاعل.
- عامل الضّغط.
- درجة الحرارة.
- الإشعاع الكهرومغناطيسي.
- المذيب.
- شدة الضوء.
هناك عددًا من العوامل التي تؤثر على سرعة التفاعل الكيميائي بشكلٍ واضح، ويُمكن أن تُغيّر من التفاعلات وشدتها، وتتمثّل تلك العوامل في الآتي:
طبيعة التفاعل:
- تعتمد سرعة التفاعل الكيميائيّ على نوع وطبيعة التفاعل، حيث تتكون بعض التفاعلات الكيميائيَّة بشكل سريع أو أسرع من المعدل الطبيعي، كونه من المُعتاد أن تكون بعض التفاعلات الكيميائيّة بطيئة للغاية.
- من الطبيعي أن تؤثر الحالة الفيزيائية على التفاعلات الكيميائية ومدى سرعتها، بالإضافة إلى عدد المواد المتفاعلة فجميع هذه العوامل تؤثر بشكلٍ مباشر على سرعة التفاعل.
- من المتعارف عليه أيضاً أن تكون معدلات التفاعل بطيئة أو أبطأ من غيرها، في حالات التفاعلات الكيميائية السائلة مقارنةً بالتفاعلات الكيمائيَّة الغازية أو الصلبة، كما أنَّ حجم المادة المتفاعلة من العوامل الهامة في تحديد مدى سرعة التفاعل فكلما قل حجم المادة المتفاعلة كان التفاعل الكيميائي أسرع.
تأثير التركيز على معدل التفاعل:
- تبعاً لنظرية الاصطدام تزداد سرعة التفاعل الكيميائيّ مع زيادة تركيز المواد المشاركة في التفاعل.
- كما أوضحت نظرية التأثير الجماعي أن سرعة التفاعل الكيميائي تتناسب بشكلٍ طردي مع تركيز المواد المتفاعلة.
- ترتفع سرعة التفاعل الكيميائيّ مع ارتفاع التركيز، وبالتالي تنخفض مع انخفاض تركيز المواد المتفاعلة.
- من أحد العوامل المؤثرة أيضًا هو عامل الوقت حيث يختلف التركيز الخاص المواد المتفاعلة مع الوقت، الذي يؤثر على معدل وسرعة التفاعل الكيميائي.
عامل الضغط:
- يرتفع ضغط التركيز الخاص بالمواد الغازية والذي بدوره يؤدي إلى ارتفاع سرعة التفاعل الكيميائيّ، وتحديداً في اتجاه الجزيئات الغازيَّة الأقل، ويقل مع الاتجاه العكسي للجزيئات.
- يترابط ضغط وتركيز التفاعل الكيميائي مع بعضه البعض، وذلك لأنَّ كلاهما يقوم بالتأثير المباشر على سرعة التفاعل.
درجة الحرارة:
- يُسرع معدّل التفاعل الكيميائي مع درجات الحرارة المرتفعة، حيثُ يتولد أكبر قدر من الطاقة بصورةٍ أكبر من التعرض لدرجة حرارة أقل.
- تستمد الجسيمات المتصادمة الطاقة المؤدية للتنشيط عند التعرض لدرجة حرارة مرتفعة، من أجل حدوث التصادم بشكل فعَّال.
- تحدث بعض التفاعلات المُستقلة عند التعرض لدرجات الحرارة، وذلك لأن التفاعلات تكون غير محصنة بأي حواجز.
الإشعاع الكهرومغناطيسي:
- يمثل الإشعاع الكهرومغناطيسي صورة من صور الطاقة، التي توجد داخل التفاعل الكيميائي والذي قد يرفع من سرعة التفاعل الكيميائيّ، كما إنه يمد التفاعل بجزيئات المواد المتفاعلة.
المذيب:
- تعتمد سرعة التفاعل على نوع المذيب، وذلك لأنَّ سرعة التفاعل تتأثر مع خصائص المذيب والقوة الأيونية.
شدة الضوء:
- تؤثر شدة الضوء على سرعة التفاعل حيث تمتص الجسيمات المزيد من الطاقة، وذلك كلما ارتفعت شدة الضوء.[1]
كيف تتكون الأيونات الموجبة والسالبة
تتكون الأيونات الموجبة والسالبة عندما يتكون الرابط الأيوني الذي يعتبر العامل الأساسي في جذب الأيونات السالبة والموجبة، كما تعمل تلك الأيونات على جذب الجزيئات المشحونة من بعضها البعض لتكون ما يسمى بالشبكة الأيونيَّة.
كما تترابط الشحنات المعاكسة وتتعاكس الشحنات المتماثلة، وعندما تقوم الأيونات بجذب الكثير من تلك الجزيئات فإنها تكوّن بعض الشبكات البلورية الضخمة حيث يُحيط داخلها كل أيون بأيونات أخرى ذات شحنة معاكسة لها.
ما الأيون وما انواعه
الأيون هو المركبات المكوّن من المعادن واللافلزات التي تحتوي على أنواع عديدة من الأنواع المشحونة بالأيونات، ومن أنواع الأيون الكاتيونات موجبة الشحنة، والأنيونات سالبة الشحنة مثل كلوريد الصوديوم.[5]
