فيديو السؤال: استخدام معدل التفاعل لتحديد التجربة التي استخدمت أعلى تركيز للحمض العلوم • الصف الثالث الإعدادي

نسخة الفيديو النصية

أجري بحث لمعرفة تأثير التركيزات المختلفة لحمض الكبريتيك في التفاعل مع فلز الكالسيوم. باستخدام كمية فائضة من حمض الكبريتيك، أضيفت تركيزات مختلفة إلى كتل مختلفة من الكالسيوم. يوضح الجدول الآتي المدة التي تستغرقها كتلة الكالسيوم لتختفي تمامًا في الدورق المخروطي. في أي التجارب الآتية كان تركيز الحمض المستخدم الأقوى؟

يصف السؤال تجربة يتفاعل فيها فلز الكالسيوم مع حمض الكبريتيك. وتستخدم بها كتل مختلفة من الكالسيوم وتركيزات مختلفة من الحمض. الزمن الذي يستغرقه فلز الكالسيوم ليختفي تمامًا مسجل في الجدول الموضح. علينا استخدام هذه المعطيات لتحديد التجربة التي استخدمت أقوى تركيز للحمض. لذا، علينا تحديد العلاقة بين التركيز وسرعة التفاعل الكيميائي.

تعرف السرعة التي يحدث بها التفاعل الكيميائي بأنها معدل التفاعل. يقيس معدل التفاعل مدى التغير في تركيز أو كتلة أو حجم المتفاعل أو الناتج لكل وحدة زمنية. لا يعطينا الجدول الموضح معدل التفاعل لكل تجربة. لكننا نعرف منه مقدار تغير كتلة الكالسيوم والزمن المستغرق لحدوث هذا التغير. يمكننا استخدام هذين المعطيين لحساب معدل التفاعل لكل تجربة.

دعونا نفرغ بعض المساحة حتى نتمكن من إيجاد معدل التفاعل لكل تجربة. يمكننا حساب متوسط معدل التفاعل بقسمة التغير في الكتلة على التغير في الزمن. وبما أننا علمنا من السؤال أن كتلة الكالسيوم تختفي تمامًا، فيمكننا تبسيط المعادلة بحيث يصبح متوسط معدل التفاعل لهذه التجربة يساوي كتلة الكالسيوم المستخدمة مقسومة على الزمن المسجل. إذن، معدل التفاعل في التجربة رقم واحد يساوي 0.5 جرام مقسومًا على 50 ثانية، وهو ما يساوي 0.01 جرام لكل ثانية. ومعدل التفاعل في التجربة رقم اثنين يساوي جرامًا واحدًا مقسومًا على 40 ثانية، وهو ما يساوي 0.025 جرام لكل ثانية. ومعدل التفاعل في التجربة رقم ثلاثة يساوي 0.008 جرام لكل ثانية. ومعدل التفاعل في التجربة رقم أربعة يساوي 0.008 جرام لكل ثانية. ومعدل التفاعل في التجربة رقم خمسة يساوي 0.005 جرام لكل ثانية.

الآن بعد أن عرفنا معدلات التفاعل، علينا معرفة مدى تأثير التركيز على المعدل. التركيز هو قياس لكمية المادة الموجودة في حجم معين. فالمحلول الذي له أعلى تركيز يحتوي على عدد أكبر من الجسيمات في مقدار الحجم نفسه. إذن، كيف يؤثر هذا على معدل التفاعل؟ حسنًا، تحدث التفاعلات عندما تتصادم الجسيمات مع بعضها بنجاح، ولكن ليست كل التصادمات التي تحدث ناجحة. زيادة تركيز المادة تعني حدوث المزيد من التصادمات الكلية، ومن ثم زيادة احتمالية حدوث تصادم ناجح. إذن، كلما زاد التركيز زاد تردد التصادمات، وهو ما يؤدي إلى زيادة معدل التفاعل.

بالنظر إلى المعدلات لدينا، يمكننا ملاحظة أن التجربة رقم اثنين لها أعلى معدل تفاعل. لذا، لا بد أن تكون هذه التجربة قد استخدمت أعلى تركيز للحمض. ويمكننا التعبير عن أعلى تركيز بعبارة أخرى، وهي أقوى تركيز. إذن، التجربة التي استخدمت أقوى تركيز للحمض هي التجربة رقم اثنين.