نسخة الفيديو النصية
أي العبارات الآتية توضح كيف تزيد العوامل الحفازة من معدل التفاعل؟ أ: تستهلك العوامل الحفازة أثناء التفاعل، موفرة مساحة سطح أكبر. ب: توفر العوامل الحفازة مسارًا كيميائيًّا بديلًا للتفاعل بطاقة تنشيط أقل. ج: توفر العوامل الحفازة ظروف تفاعل بديلة لها نفس المسار الكيميائي. د: تستهلك العوامل الحفازة أثناء التفاعل، موفرة مسارًا كيميائيًّا بديلًا. هـ: توفر العوامل الحفازة مسارًا بديلًا للتفاعل بطاقة تنشيط أعلى.
العامل الحفاز هو مادة تزيد من معدل التفاعل الكيميائي. ولكن العامل الحفاز لا يتغير كيميائيًّا على الإطلاق بنهاية التفاعل. إذن يمكننا على الفور استبعاد خياري الإجابة أ، د. وبما أن العوامل الحفازة لا تتغير كيميائيًّا بنهاية التفاعل، فإنها لا تستهلك أبدًا في التفاعل.
لنعد إلى السؤال. كيف تزيد العوامل الحفازة من معدل التفاعل؟ للإجابة عن هذا السؤال، سنستعين بمخطط التفاعل هذا. هذا المقدار من الطاقة يسمى طاقة التنشيط. طاقة التنشيط هي الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لحدوث التفاعل. إذا لم يكن للجسيمات هذا القدر من الطاقة عند تصادمها معًا، فلن يحدث أي تفاعل. تزيد العوامل الحفازة من معدل التفاعل لأنها توفر مسارًا بديلًا للتفاعل بطاقة تنشيط أقل. خيار الإجابة ب: توفر العوامل الحفازة مسارًا كيميائيًّا بديلًا للتفاعل بطاقة تنشيط أقل، يبدو أنه الأكثر مطابقة لذلك.
من أمثلة العوامل الحفازة في مجال الصناعة عملية هابر-بوش. عملية هابر-بوش هي عملية تخليق صناعي للأمونيا من غازي النيتروجين والهيدروجين لاستخدامها في الأسمدة. التفاعل بين النيتروجين والهيدروجين له طاقة تنشيط عالية للغاية. فالتفاعل لا يحدث في الظروف العادية. لذا يستخدم الحديد باعتباره عاملًا حفازًا. يمكن أن تمتص جسيمات النيتروجين والهيدروجين على سطح الحديد باعتباره عاملًا حفازًا. ثم تتفكك الجزيئات أو تنفصل إلى ذرات نيتروجين وهيدروجين. ثم ترتبط ذرات الهيدروجين المنفردة بذرات النيتروجين واحدة تلو الأخرى. ثم تتحرر جزيئات الأمونيا المتكونة من سطح العامل الحفاز أو تمتز.
يتطلب التفاعل باستخدام العامل الحفاز طاقة أقل بكثير من التفاعل بين ذرات النيتروجين والهيدروجين بمفردها، وهذا هو السبب في أن جميع العوامل الحفازة تزيد من معدل التفاعل. حيث توفر العوامل الحفازة مسارًا كيميائيًّا بديلًا للتفاعل بطاقة تنشيط أقل. وهذا يطابق خيار الإجابة ب.
