ثابت معدل التفاعل

في الكيمياء، ثابت معدل التفاعل reaction rate constant، هوثابت يحدد سرعة جريان تفاعل كيميائي ويرمز له بالرمز k أو ${\displaystyle \lambda$ .

ففي تفاعل كيميائي حيث تتفاعل مادتين A وB وتنتجان مركبا C،قد يكون معدل التفاعل:

التفاعل: A + B → C

{\displaystyle {\frac {d[C] {dt =k(T)[A]^{m [B]^{n

حيث (k(T ثابت معدل التفاعل وهويعتمد على درجة الحرارة.

في المعادلة أعلاه تعني [C] هجريز المادة C بوحدة مول لحجم معين من المحول باعتبار حتى التفاعل يسير في محلول (بالنسبة لتفاعل يجري على سطح فتعبر C عن عدد المولات على السطح).

وتعبر قوتي الأس m وn في المادلة عن درجة التفاعل وطريقة سيره. ويمكن تعيين جميع منهما عمليا.

بالنسبة إلى تفاعل يجري في خطوة واحدة يمكننا كتابته في الصيغة:

{\displaystyle {\frac {d[C] {dt =Ae^{\frac {-E_{a {RT [A]^{m [B]^{n

حيث:

E_a طاقة تنشيط،

R ثابت الغازات العام.

ونظرا لأن درجة الحرارة تعطي طاقة للجزيئات طبقا توزيع بولتزمان، فينتج عن ذلك تغير في معدل الاصتدامات التي تجري عند طاقة أعلى من E_a طبقا للدالة الأسية e^-Ea/RT. ويسمى A معامل التردد.

وتعطينا معادلة أرنيوس مقادير العلاقة بين طاقة التنشيط ومعدل التفاعل الذي يسير عليهما التفاعل.

وحدات

تعتمد وحدات معدل التفاعل على درجة التفاعل:

بالنسبة إلى تفاعل من الدرجة صفر ، يتخذ المعدل وحدات mol·L^-1·s^-1

وبالنسبة إلى الدرجة 1، يتخذ المعامل الوحدة: s^-1

وبالنسبة إلى تفاعل من الدرجة الثانية، يتخذ المعامل الوحدات: L·mol^-1·s^-1

بالنسبة إلى الدرجة n للتفاعل يتخذ المعدل وحدات mol^1-n·L^n-1·s^-1

(أي مول^1-n·لتر^n-1·ثانية^-1)

البلازما والغازات

يعتبر حساب ثابت معدل التفاعل التي يحدث فيها توليد أوانخفاض عدد جسيمات مثارة من المسائل الهامة. عملى سبيل المثال، في الميكروإلكترونيات وفي كيمياء البلازما يجرى تعيينها بواسطة محاكاة بالحاسوب. ونقوم بذلك بافتراض نموذج أولي لإجراء حسابات المحاكاة. كما يوجد لتلك الأغراض سوفتوير خاصة للمحاكاة الحاسوبية يمكن الاستعانة بها وتطويرها حسب اللازم.