سینتیک مبحث سرعت واکنش مواد جامد

سلام آقای محمدی. روزتون بخیر

من در جایی از جزوه ام دیدم که نمودار غلظت زمان برای مواد جامد مثل الومینیوم، خطی افقی است. پس نتیجه گرفتم که در طول انجام واکنش، غلظت آن ثابت می ماند و تغییر نمی کند! پس سرعت متوسطش صفر می شود.

اما در مساله ای که در چند صفحه بعد خواندم گفته بود؛در واکنش زیر در مدت ۳۰ ثانیه، ۱٫۳۵ گرم فلز Al وارد واکنش می شود. در صورتی که فضای بالای محلول در ظرف آزمایش ۲ لیتر باشد، سرعت متوسط تولید هیدروژن را بر حسب مولار بر دقیقه حساب کنید.

(معادله ی واکنش الومینیوم جامد با هیدروکلریدریک اسید را هم نوشته بود)

در جواب این مساله با استفاده از جرم مولی، مول آلومینیوم را به دست اورده بود و سرعت متوسط َAl را محاسبه کرده بود که ۰٫۰۵ مولار بر دقیقه امد. بعد از روی آن سرعت متوسط هیدروژن را محاسبه کرد.

سوال من اینجاست که چرا یک جا گفته سرعت متوسط مواد جامد صفر است. اما در جای دیگر ۰٫۰۵ به دست اورده؟

خب اگر در ازمایشگاه واکنش آلومینیوم با هیدروکلریدریک اسید را در نظر بگیریم، با افزودن xگرم از آلومینیوم، واکنش رخ میدهد و گرمش تغییر میکند. پس چطور در نمودار غلظتش ثابت است؟

گیج شدم. اگر کمکم کنید خیلی ممنون میشم

با تشکر از سایت خوبتون

 توسط ریحانه کشاورز تهران

 

سلام. برای اینکه درک صحیحی از غلظت ثابت داشته باشید ، غلظت را ” تراکم ذرات ” تعریف می کنیم. مواد گازی و محلول غلظت ثابت ندارند ، زیرا تراکم ذرات آنها ضمن انجام واکنش می تواند تغییر کند ولی مواد جامد و مایع خالص غلظت ثابت دارند ، یعنی تراکم ذرات آنها ضمن انجام واکنش تغییر نمی کند ولی با گذشت زمان و انجام واکنش ، جرم و مول آنها تغییر می کند.

بنابراین برای مواد جامد و مایع خالص ، ضمن انجام واکنش جرم و مول آنها تغییر می کند ، ولی غلظت آنها ثابت بوده و تغییر نمی کند.

برای  مواد گازی و محلول می توان سرعت تغییرات آنها را هم بر حسب مول بر زمان و هم برحسب مولار بر زمان محاسبه کرد ، ولی برای مواد جامد و مایع خالص فقط می توان سرعت آنها را بر حسب مول بر زمان محاسبه کرد و نمی توان سرعت آنها را بر حسب مولار بر زمان محاسبه کرد. زیرا فقط مول آنها تغییر می کند و غلظت آنها تغییر نمی کند. ( در مثال فوق محاسبه سرعت مصرف آلومینیم بر حسب مولار بر دقیقه اشتباه است.)

در مثال فوق چون هیدروژن گاز است می توان برای آن سرعت بر حسب مولار بر دقیقه محاسبه کرد. برای حل این مسئله بایستی با استفاده از جرم آلومینیم مصرفی مول هیدروژن تولید شده را محاسبه کرد و سپس برای هیدروژن سرعت را برحسب مولار بر دقیقه محاسبه کرد.

ضمنا سرعت متوسط مصرف و تولید مواد جامد بر حسب مول بر دقیقه صفر نیست .

امیدوارم تونسته باشم توضیح کافی برای درک این مفهوم بدهم. دوستان عزیز اگر سوالی داشتید در قسمت نظرات همین سوال مطرح نمایید تا پاسخ بدهم.