نسخة الفيديو النصية
أي التفاعلات الآتية بين فلز الكالسيوم وحمض النيتريك سيكون له المعدل الأسرع للتفاعل؟ أ: التجربة واحد، ب: التجربة اثنان، ج: التجربة ثلاثة، د: التجربة أربعة، هـ: التجربة خمسة.
يصف السؤال تفاعلًا بين فلز الكالسيوم وحمض النيتريك. سيحدث التفاعل بين هذين النوعين عندما تتصادم الجسيمات المتفاعلة بقدر كاف من الطاقة وبالاتجاه الفراغي الصحيح. يمكن التعبير عن مدى سرعة حدوث التفاعل بمعدل التفاعل.
يقيس معدل التفاعل كيفية تغير تركيز أو كتلة أو حجم المتفاعل أو الناتج مع الزمن. بما أن التفاعلات تحدث عندما تتصادم الجسيمات بنجاح، فإذا زاد عدد التصادمات، فستزداد فرصة حدوث تصادم ناجح ويزداد معدل التفاعل. توجد عدة عوامل يمكن أن تؤثر على عدد التصادمات بين الجسيمات المتفاعلة. دعونا إذن نلق نظرة على الظروف المستخدمة في هذه التجربة.
يمكننا ملاحظة أن كل التجارب تستخدم الحجم نفسه من محلول حمض النيتريك. لكن تركيزات محاليل حمض النيتريك مختلفة. نلاحظ أيضًا أن التجارب تجرى عند درجات حرارة مختلفة. ولم تذكر كمية فلز الكالسيوم المستخدمة. لذا، سنفترض أنها الكمية نفسها في كل تجربة. للإجابة عن هذا السؤال، نحتاج إلى معرفة مدى تأثير التركيز ودرجة الحرارة على عدد التصادمات بين الجسيمات، ومن ثم على معدل التفاعل.
دعونا نبدأ بتناول التركيز. التركيز هو كمية المادة الموجودة في حجم معين. عندما يكون التركيز منخفضًا، فسيكون هناك عدد أقل من الجسيمات المتاحة للتصادم وسيكون عدد التصادمات منخفضًا نسبيًّا. وكلما زاد التركيز، زاد عدد الجسيمات المتاحة للتصادم وزاد عدد التصادمات. ومن ثم، فإن زيادة التركيز ستزيد معدل التفاعل. هذا يعني أن التجارب اثنين وأربعة وخمسة سيكون لها معدل تفاعل أسرع من التجربتين واحد وثلاثة. وبما أننا نريد معرفة التجربة التي لها المعدل الأسرع للتفاعل، يمكننا استبعاد خياري الإجابة أ، ج.
والآن دعونا نتناول تأثير درجة الحرارة على معدل التفاعل. عند درجات الحرارة المنخفضة، تتحرك الجسيمات تحركًا أبطأ وتتصادم بقدر أقل من الطاقة. وكلما زادت درجة الحرارة، اكتسبت الجسيمات طاقة وتحركت تحركًا أسرع. ونتيجة لتحرك الجسيمات تحركًا أسرع وبقدر أكبر من الطاقة، ستتصادم بمعدل أكبر، ويزيد احتمال تصادمها بقدر كاف من الطاقة لحدوث تفاعل. ومن ثم، فإن زيادة درجة الحرارة ستزيد معدل التفاعل. وبما أن التجربة اثنين تجرى عند درجة حرارة أعلى من التجربتين أربعة وخمسة، فلا بد أن لها المعدل الأسرع للتفاعل.
ومن ثم، فإن التفاعل بين فلز الكالسيوم وحمض النيتريك الذي سيكون له المعدل الأسرع للتفاعل هو التجربة اثنان، أي خيار الإجابة ب.
