Advanced Search

المحرر موضوع: كيمياء الحفز (1-1)  (زيارة 916 مرات)

0 الأعضاء و 1 ضيف يشاهدون هذا الموضوع.

يونيو 15, 2008, 10:33:07 صباحاً
زيارة 916 مرات

عين المستقبل

  • عضو مبتدى

  • *

  • 26
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
كيمياء الحفز (1-1)
« في: يونيو 15, 2008, 10:33:07 صباحاً »
بسم الله الرحمن الرحيم

الحمدلله رب العالمين والصلاة على نبينا محمد وبعد في البداية تحية حب وإجلال  الى القائمين و الأعضاء في  شبكة العلوم العربية والذي أتمنى للجميع كل التوفيق
ويسرني ان أضع بين زملائي موضع شيق أتمنى ان ينال إعجابهم وأن يستفيدو منه وإنشاء الله سوف أتناول هذا الموضوع بشكل متكامل على هيئة مشاركات في المنتدى أتمنى أن يناقش هذا الموضع لكي نخرج منه بفائدة سواء من أصحاب التخصص أو من الأعضاء .!
واقول لكل الأعضاء لكم شكر وتحية ولمن أرسل برسالة خاصة أو مر على مواضيعي  ':111:'
 تحياتي والى كيمياء الحفز :

تهتم كيمياء الحفز بدراسة الأثر الحفزي للعوامل الحفازة على بعض العمليات ، والتفاعلات الكيميائية . فهناك تفاعلات ذات معدل بطئ جداً ويكون معدل سريانها غير ملحوظ ، فإذا ما أضيف إلى هذه التفاعلات كمية صغيرة  من مواد معينة لوحظ أن معدل سريانها يزداد ، وأن سرعتها تتضاعف آلاف المرات . وقد أطلق على هذه المواد المضافة بكميات صغيرة  اسم " عوامل الحفز " أو " العوامل الحفازة " .
وقد تحقق العالم بيرزيليس (Berzelius  ) في عام 1836م من وجود مواد لها تأثير على معدل التفاعل أي أنها تزيد المعدل بدون استهلاك لتلك المواد في التفاعل .
واعتقد أن عمل هذه المواد بأنها تحرر الأربطة الموجودة في الجزيئات ، بحيث تصبح الذرات للمواد المتفاعلة في حرية تامة .
وعموماً ، ليس هناك من شك أن العامل الحفاز يعجل التفاعل كما كان معتقداً أولاً من بيرزيليس ، ولكن هناك حالات عديدة الآن ، وجد أن العامل الحفاز له أيضاً تأثير مضاد على معدل التفاعل .
فالحفز مصطلح يطلق على تغير سرعة ( معدل ) التفاعل الكيميائي نتيجة وجود العامل الحفاز .
ويعرف العامل الحفاز) Catalyst ( بأنه : المادة الغريبة ( الأجنبية ) التي تضاف إلى وسط التفاعل بكميات صغيرة جداً فتؤثر على معدل التفاعل وتغيره دون أن تشترك في التفاعل .
وتعرف عملية الحفز بأنها : العملية التي يتم فيها تغيير سرعة ( معدل ) التفاعل نتيجة وجود العامل الحفاز .
وكلمة ) تغيير ( تعني إما)  زيادة ( أو)  نقص ( . فإذا كانت ( زيادة ) كان الحفز إيجابياً ، وإذا كانت ( نقصاً ) كان الحفز سلبياً .. وبناءً على ذلك يمكن تعريف كل من الحفز الإيجابي والسلبي على النحو التالي :
•   الحفز الإيجابي : العملية التي يتم فيها زيادة سرعة ( معدل ) التفاعل ، نتيجة وجود العامل الحفاز .
•   الحفز السلبي : العملية التي يتم فيها خفض سرعة ( معدل ) التفاعل ، نتيجة وجود العامل الحفاز .
أهمية  عمليات الحفز :
يطلق لفظ " الحفز " - عموماً – على تعجيل أو " تسريع " التفاعلات الكيميائية ، وتستخدم عمليات الحفز بدرجات كبيرة في الصناعة ، حيث أن استخدامها في تزايد مستمر ويمكن القول أن حوالي (90% ) من عمليات التقنيات الحديثة التي أدخلت حديثاً في الصناعات الكيميائية هي تفاعلات حفزية
والتفاعلات الحفزية تخضع للقوانين العامة للكيمياء والديناميكا الحرارية . ففي وجود العامل الحفاز نجد أن سرعة التفاعلات الكيميائية تعجل ( تزداد ) آلاف بل ملايين المرات ، والتي تتم عند درجات حرارة منخفضة . لتحقيق مكاسب تجارية ، فمن خلال استخدام العوامل الحفازة ، نجد أن هناك عدداً من التفاعلات الكيميائية يمكن أن تتم بمقياس تجاري .
والحفز يستخدم في تصنيع بعض المركبات غير العضوية المهمة الناتجة من الصناعات الكيميائية الثقيلة مثل : الهيدروجين ، والنشادر ( غاز الأمونيا ) ، وحمض الكبريتيك ، وحمض النيتريك .
كذلك يلعب الحفز دوراً كبيراً في الكيمياء العضوية الصناعية ، وخاصة في مجال تحضير المركبات العضوية ، فهو يساعد في إتمام عمليات الأكسدة والهيدرة والهدرجة .
وتستخدم العوامل الحفازة - أيضاً – في تصنيع بعض المركبات الوسيطة الأساسية لتحضير البوليمرات العالية كالمطاط الصناعي " بيتاداين ، وستيارين ، وايزوبيوتيلين " والبلاستيك " الميثانول ، والفورمالدهيد ، والفثاليك اللامائي " .
كذلك نجد أن التحضير المباشر للمركبات عالية الجزيئية بواسطة البلمرة ، والتكثيف المتعدد للأحاديات تتم جميعها باستخدام العوامل الحفازة
طبيعة الحفز

الطبيعة الأساسية للحفز هي نفسها لكل أنواع الحفز : التعجيلي ، وغير المتجانس ، والإنزيمي ، وبصفة عامة فإن التأثير التعجيلي " الإسراعي " للعوامل الحفازة يختلف تماماً عن تلك العوامل المؤثرة على التفاعلات الكيميائية مثل : الحرارة ، والضغط ، و التشعيع .
فعلى سبيل المثال : فإن زيادة درجة الحرارة تعجل " تسرع " التفاعل عن طريق زيادة مستوى الطاقة للجزيئات المتفاعلة وذلك بتنشيطها بالحرارة من مصدر خارجي ، وهذا يكون مصحوباً بتغير في الطاقة الداخلية للنظام ،وهكذا فإن رفع درجة الحرارة يزيح الاتزان .
ومن ناحية أخرى فإنه عند إدخال ( استعمال ) المواد الحفازة ، فإن مستوى الطاقة للجزيئات المتفاعلة لا يتغير فالعامل الحفاز لا يزيح الاتزان الكيميائي " لا يغير موضع الاتزان " . ولكنه فقط يعجل "يسرع " الوصول إلى الاتزان عند درجة الحرارة المعطاة . وفي وجود العامل الحفاز ، فإن ثابت معدل التفاعل الأمامي ، وثابت معدل التفاعل الخلفي تزداد بطريقة متكافئة " متساوية " ولذلك فإن الاتزان لا يتغير .
والطبيعة الأساسية للتأثير التعجيلي " الإسراعي " للعامل الحفاز تكون أساساً في خفض طاقة التنشيط للتفاعل الكيميائي " أي خفض الحد الأدنى للطاقة اللازمة للجزيئات المتصادمة حتى تتفاعل " بحيث تزيد عدد التصادمات الفعالة
وزيادة عدد التصادمات الفعالة يؤدي إلى زيادة سرعة التفاعل ، كما هو موضح في الشكل التالي :




وبالنسبة للتفاعل الذي يمر من خلال متتابعة من المراحل الأولية ، التي تتطلب طاقة أقل للتنشيط عن التفاعل المباشر ( بدون العامل الحفاز ) فإن الأقل في طاقة التنشيط ( E ) يكون الأعلى في معدل التفاعل ، والذي يمكن التعبير عنه رياضياً بالمعادلة التالية:ـ

حيث   E   : طاقة التنشيط للتفاعل .
        K   : الثابت العام للغازات .
        T   : درجة الحرارة المطلوبة .
        K : ثابت معدل التفاعل .
        A  : مقدار ثابت .
ولنتصور تفاعل ثنائي الجزيئية ، يتم في عدم وجود العامل الحفاز ، والذي يمكن تمثيله بالمعادلة :
A  +  B                       Products
وهذا التفاعل يسير بدون العامل الحفاز من خلال تكوين المتراكب النشط(AB* ) حيث يمكن تمثيل ميكانيكية التفاعل كما يلي :ـ
A + B              AB*                      Products
أما في حالة وجود العامل الحفاز ، فإن التفاعل يسير بطريقة مختلفة ، من خلال مجموعة من المراحل الأولية المتعددة :ـ
A + [ Cat ]                    A *   [ Cat ]         ( a )
A*  [Cat ]  +  B                  AB*   [Cat ]     ( b )
AB* [ Cat ]                     D  +   [ Cat ]    
ويوضح الشكل (1-1) التغير في طاقة النظام المتفاعل عند استخدام العامل الحفاز للتفاعل المعطى ، فإذا كانت "E" هي طاقة التنشيط للتفاعل المحفز ، وe1 ، e2 هي طاقة التنشيط للمراحل الوسيطة (a) و(b) . فإذا كانت " Ec " أقل من " E " فإن الحفز يكون إيجابياً
حيث Ec  :  طاقة التنشيط في وجود العامل الحفاز
      E  : طاقة التنشيط في عدم وجود العامل الحفاز .





والتأثير التعجيلي للعامل الحفاز يقاس بـ " فاعليته   Ac" وتعرف فاعلية العامل الحفاز بأنها : النسبة بين ثابت معدل التفاعل في وجود العامل الحفاز Kc وثابت معدل التفاعل في عدم وجود العامل الحفاز K   والذي يعطي بالمعادلة :

حيث E∆ : هي الفرق بين طاقة التنشيط للتفاعل في غياب العامل الحفاز ، وطاقة التنشيط للتفاعل في وجود العامل الحفاز ( مقدار الانخفاض في طاقة التنشيط ) ، حيث أن :
E  =  E  - Ec∆
الانخفاض في طاقة التنشيط ليس هو السبب الوحيد للارتفاع في معدل التفاعل المحفز ، مقارنة بالتفاعل المباشر ( غير المحفز ) ، وهناك حالات ( تفاعلات ) معروفة حيث أن العوامل الحفازة تغير معدل التفاعل الكيميائي بدرجات
وفي المشاركة القادمة سأحول تناول بقية الموضوع إنشاء الله.....
وبا  ا   ل  ت  و ف ي  ق أ ح ب ت ي  ':cool:'
ان تضيء شمعة صغيرة  خير لك من أن تنفق عمرك تلعن الظلام !!!
                                                            ':111:'

يونيو 15, 2008, 11:12:25 مساءاً
رد #1

سـنـاء

  • عضو مبتدى

  • *

  • 63
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
كيمياء الحفز (1-1)
« رد #1 في: يونيو 15, 2008, 11:12:25 مساءاً »
':203:'  ':203:'

شكرا جزيلأ لك أخونا الكريم ...بارك الله فيك

بالانتظااااااااااااار..
الحمدلله على كل حال


يونيو 16, 2008, 02:08:12 مساءاً
رد #2

شرشبيل

  • عضو خبير

  • *****

  • 2558
    مشاركة

  • مشرفة الكيمياء

    • مشاهدة الملف الشخصي
كيمياء الحفز (1-1)
« رد #2 في: يونيو 16, 2008, 02:08:12 مساءاً »
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته..

           الأخ الكريم "عبده الصلاحي "..

                بادرة طيبة وعمل مبارك أسأل الله أن لايحرمك الأجر..

                              جزيـت خيراً..

                                                    مع جزيل الشكر والتقدير
                                                            أختك/ شرشبيـل
      نـحـن والكيميـاء..(للمـناقشة)

                                          ** "وَاتَّقُـوا يَوْماً تُرْجَعُونَ فِيهِ إِلَى اللَّه" **
          


                      دعــــــــــــــواتكم لي بالتوفيــــــــــــــــق

يونيو 16, 2008, 09:44:47 مساءاً
رد #3

عين المستقبل

  • عضو مبتدى

  • *

  • 26
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
كيمياء الحفز (1-1)
« رد #3 في: يونيو 16, 2008, 09:44:47 مساءاً »
سناءالشمس
        (أنرت المشاركة بنور حروفك)  لك كل الإمتنان
شرشبيل
         لك كل الوفاء
لكما (سناء وشرشبيل ) خالص الدعوات  والأمنيات ....!!
            شكرا على التوقيع
                              مرة أخرى

ملاحظة " يوجد في المشاركة بعض الأخطاء كقولي انظر الى الشكل رقم  أو غيرها فلتعذوروني  عنها والسبب العجل في إرسال الموضوع خوفا من إنطفاء الكهرباء(لا تستغربو ما دخلنا بالوضع والسياسة  )    وإنشاء الله أحمل البيانات على شكل ملف ورد
وأسف ....
...
..
.



ان تضيء شمعة صغيرة  خير لك من أن تنفق عمرك تلعن الظلام !!!
                                                            ':111:'