أولًا: قانون سرعة التفاعل — التعريف والمعادلة

قانون سرعة التفاعل هو معادلة رياضية تعبر عن العلاقة بين سرعة التفاعل الكيميائي وتركيز المواد المتفاعلة.

للتفاعل البسيط من خطوة واحدة A → B:

R = k[A]

R = سرعة التفاعل (mol/L·s)
k = ثابت سرعة التفاعل — قيمة ثابتة لكل تفاعل عند درجة حرارة محددة
[A] = التركيز المولاري للمادة المتفاعلة

خصائص ثابت السرعة k:
• لا يتغير بتغير التركيز
• يتغير بتغير درجة الحرارة
• القيمة الكبيرة لـ k تعني تفاعلًا سريعًا
• وحداته مختلفة: s⁻¹ أو L/mol·s أو L²/mol²·s

ثانيًا: رتبة التفاعل

رتبة التفاعل هي الأس (الرقم العلوي) للمادة المتفاعلة في قانون السرعة، وتحدد كيف تتغير السرعة بتغير التركيز. تُحدَّد تجريبيًا لا من المعادلة الموزونة.

الرتبة الأولى
R = k[A]¹
تضاعف [A] ← تضاعف R مرة

الرتبة الثانية
R = k[A]²
تضاعف [A] ← تضاعف R 4 مرات

الرتبة الثالثة
R = k[A]³
تضاعف [A] ← تضاعف R 8 مرات

مثال: تحلل فوق أكسيد الهيدروجين: R = k[H₂O₂]
هذا تفاعل من الرتبة الأولى — إذا انخفض [H₂O₂] إلى النصف انخفضت R إلى النصف.

ثالثًا: القانون العام لسرعة التفاعل (مادتان متفاعلتان)

للتفاعل العام: aA + bB → نواتج

R = k[A]ᵐ[B]ⁿ

m = رتبة المادة A | n = رتبة المادة B
الرتبة الكلية للتفاعل = m + n (مجموع جميع الأسس)
كلٌّ من m وn يُحدَّد تجريبيًا — لا يُستنتج من المعاملات a وb

مثال — تفاعل NO مع H₂:
2NO(g) + 2H₂(g) → N₂(g) + 2H₂O(g)
قانون السرعة التجريبي: R = k[H₂][NO]²
→ رتبة أولى في H₂ + رتبة ثانية في NO = رتبة ثالثة كلية

رابعًا: تحديد رتبة التفاعل — طريقة مقارنة السرعات الابتدائية

1

ابحث عن محاولتين يثبت فيهما تركيز مادة واحدة ويتغير تركيز المادة الأخرى فقط.

2

قارن نسبة التركيز بنسبة السرعة: إذا تضاعف التركيز وتضاعفت السرعة مرة → رتبة أولى (2¹=2). إذا تضاعفت السرعة 4 مرات → رتبة ثانية (2²=4).

3

كرر لكل مادة متفاعلة للحصول على رتبتها.

مثال — بيانات تجريبية:

المحاولة	[A] (M)	[B] (M)	السرعة (mol/L·s)
1	0.100	0.100	2.00 × 10⁻³
2	0.200	0.100	4.00 × 10⁻³
3	0.200	0.200	16.00 × 10⁻³

تحليل A (محاولة 1 vs 2): [A] تضاعف، R تضاعف مرتين → 2¹=2 → رتبة A = 1
تحليل B (محاولة 2 vs 3): [B] تضاعف، R تضاعف 4 مرات → 2²=4 → رتبة B = 2
قانون السرعة: R = k[A]¹[B]² | الرتبة الكلية = 3

خامسًا: ملخص قواعد رتبة التفاعل

إذا تضاعف التركيز...	وتضاعفت السرعة...	الرتبة
مرتين (×2)	مرتين (×2)	الأولى (m=1)
مرتين (×2)	أربع مرات (×4)	الثانية (m=2)
مرتين (×2)	ثماني مرات (×8)	الثالثة (m=3)
مرتين (×2)	مرة واحدة (×1)	الصفرية (m=0)

ملاحظة مهمة: رتبة التفاعل تُحدَّد تجريبيًا فقط — لا علاقة لها بمعاملات المعادلة الكيميائية الموزونة إلا في حالة تفاعلات خطوة واحدة.

ملخص المفردات الجديدة

قانون سرعة التفاعل

ثابت سرعة التفاعل k

رتبة التفاعل

R = k[A]ᵐ[B]ⁿ

السرعة الابتدائية

الرتبة الكلية = m+n

درس قوانين سرعة التفاعل الكيميائي

الدرس 2-3: قوانين سرعة التفاعل الكيميائي