نسخة الفيديو النصية
خمسة أوعية تفاعل ممتلئة بنوعين مختلفين من جزيئات الغاز. أحد هذين الغازين لونه أحمر. الغاز الآخر لونه أزرق. هذا موضح في الشكل الآتي. تتفاعل جزيئات الغاز عندما يصطدم بعضها ببعض. ما وعاء التفاعل الذي يجب أن يكون له أعلى معدل تفاعل؟ افترض أن جميع أوعية التفاعل لها نفس درجة الحرارة.
تنص نظرية التصادم على أن التفاعلات لا يمكن أن تحدث إلا عندما تصطدم الجسيمات بالقدر الكافي من الطاقة وفي الاتجاه الصحيح. ويقاس معدل حدوث التفاعل بتردد التصادمات الناجحة. بعبارة أخرى، معدل التفاعل هو مدى سرعة تصادم الجسيمات المتفاعلة بنجاح لتكوين النواتج. يمكن أن يتأثر تردد هذه التصادمات الناجحة بالعديد من العوامل المختلفة، مثل درجة الحرارة والضغط وتركيز الجسيمات ومساحة سطح الجسيمات ووجود عامل حفاز.
علمنا من المعطيات أن جميع أوعية التفاعل الخمسة لها درجة الحرارة نفسها. يمكننا أيضًا ملاحظة أن مساحة سطح الجسيمات متساوية في كل الأوعية الخمسة. بالإضافة إلى ذلك لا توجد أي إشارة في السؤال إلى وجود عامل حفاز. ومن ثم لا يمكن استخدام هذه العوامل لتحديد أي من الأوعية الخمسة له أعلى معدل تفاعل. دعونا إذن نركز على الضغط والتركيز.
يستخدم التركيز عادة لدراسة المحاليل، ويمكن تعريفه بأنه كمية المذاب لكل وحدة حجم من المحلول. يمكن حساب التركيز من خلال إيجاد عدد الجسيمات لكل وحدة حجم من الفراغ. إذا نظرنا إلى أوعية التفاعل الخمسة، فسنلاحظ أن لها الحجم نفسه. لذا يمكننا افتراض أن حجمها متماثل. وعند التعامل مع الغازات، يمكن تعريف الضغط بأنه القوة التي تبذلها جسيمات الغاز على سطح ما لكل وحدة مساحة. عندما يظل الحجم ودرجة الحرارة ثابتين، يتناسب ضغط عينة الغاز وتركيزها تناسبًا طرديًّا. إذن في ظل هذه الظروف لأحد الغازات، عندما نزيد التركيز ومن ثم نزيد الضغط، فإننا نزيد احتمال حدوث تصادمات ناجحة، ومن ثم نزيد معدل التفاعل.
دعونا الآن نلق نظرة على أوعية التفاعل الخمسة. يمكننا ملاحظة وجود اختلاف بينها من حيث عدد الجسيمات الموجودة في الحيز نفسه؛ إذ يحتوي وعاء التفاعل هـ على أقل عدد من الجسيمات، ويحتوي وعاء التفاعل أ على أكبر عدد منها. وعاء التفاعل أ له أعلى تركيز لجزيئات الغاز الأزرق والأحمر، وبذلك يكون هو وعاء التفاعل الذي يتعرض لأكبر مقدار من الضغط. ولهذا السبب، من المرجح أن يكون لوعاء التفاعل أ أعلى تردد للتصادمات الناجحة، ومن ثم يجب أن يكون هو وعاء التفاعل الذي له أعلى معدل تفاعل. إذن الإجابة الصحيحة هي أ.
