كيف تفسر نظرية التصادم ارتباط سرعة التفاعل بدرجة الحرارة ؟
لتفسير ذلك علينا معرفة بعض المصطلحات الأساسية :
طاقة تنشيط التفاعل :
هي الحد الأدنى من الطاقة الذي على الجزيئات المتصادمة أو المتفاعلة أن تملكه ليكون تصادمها او تفاعلها مؤثرا وفعالا .
المرحلة المحددة لسرعة التفاعل :
هي المرحلة الابطأ من بين سلسلة المراحل التي يتم عبرها التفاعل الكيميائي ، وهي لذلك تفرض ذاتها على التفاعل كله ، وتحدد سرعته الأجمالية ، بحيث لاتتعدى هذه السرعة سرعة هذه المرحلة الابطأ المحددة لسرعة التفاعل .
مرتبة التفاعل :
وهو مجموع القوى التي ترفع إليها تراكيز الأجسام المتفاعلة في معادلة سرعة التفاعل ، وتقع معظم التفاعلات المعروفة مابين المرتبتين الاولى والثانية ، وقل ان نجد فيها مايقع في المرتبة الثالثة ، وقد يلاحظ احيانا ماهو في مرتبة كسرية او في مرتبة الصفر .
ويمكن تحديد مرتبة التفاعل بدءا من معادلته الستوكيومترية في التفاعلات البسيطة الأولية التي تجري في مرحلة واحدة ، وحيث تكون مرتبة التفاعل مساوية جزيئيته .
فتفاعل اولي أحادي الجزيء ، هو تقاعل من المرتبة الأولى ، وتفاعل أولي ثنائي الجزيء هو تفاعل من المرتبة الثانية ، وعكس ذلك صحيح أيضا من أجل هذه التفاعلات الأولية .
إلا أنه وجد تجريبيا أن تفاعلا إجماليا ما هو من المرتبة الأولى ، فإن ذلك لايعني أبدا أن هذا التفاعل يجري في مرحلة أولية وحيدة أحادية الجزيء .
فسرت نظرية التصادمات ارتباط سرعة التفاعل بدرجة الحرارة على النحو التالي :
يؤدي رفع درجة الحرارة إلى ازدياد سرعة التفاعل الكيميائي ، ولوحظ تجريبيا أن رفع هذه الدرجة بمقدار 10 درجات مئوية ، يضاعف تقريبا سرعة الكثير من التفاعلات الكيميائية ، ولايمكن تفسير ذلك من خلال تزايد الطاقة الحركية المتوسطة للجزيئات ، او من خلال تزايد تواتر الاصطدام ، عند رفع درجة الحرارة ، لأن زيادة هذه الأخيرة بمقدار عشر درجات مئوية يزيد الطاقة الحركية المتوسطة للجزيئات بنسبة لاتقل عن 4% ، ويزيد في تواتر الاصطدام بحوالي 2% فقط .
وتفسر نظرية اصطدام الجزيئات ارتباط سرعة التفاعل بدرجة الحرارة من خلال قولها ، إن رفع درجة الحرارة يزيد في نسبة الجزيئات التي تملك الحد الأدنى من الطاقة الذي يجعل تصادمها فعال ، وهو طاقة التنشيط .