باختصار
- أقسام كامبريدج
- 0620 الموضوعان 6.2 و6.3
- أقسام إدكسل
- 4CH1 البنود 3.9 إلى 3.22C
- الورقة ٢ فقط في إدكسل
- مخططات مسار التفاعل والاتزان الديناميكي وموضعه
- عملية هابر (موسع كامبريدج)
- N2 + 3H2 ⇌ 2NH3؛ ٤٥٠ درجة، ٢٠٠ ضغط جوي، محفز الحديد
- عملية التلامس (موسع كامبريدج)
- 2SO2 + O2 ⇌ 2SO3؛ ٤٥٠ درجة، ٢ ضغط جوي، أكسيد الفاناديوم
ما يغير السرعة وتفسيره بنظرية التصادم
| التغيير | الأثر | التفسير |
|---|---|---|
| زيادة تركيز المحلول | أسرع | جسيمات أكثر في وحدة الحجم فتزداد التصادمات |
| زيادة ضغط الغاز | أسرع | الجسيمات أقرب وأكثر في وحدة الحجم فتزداد التصادمات |
| زيادة مساحة السطح (مسحوق) | أسرع | جسيمات أكثر مكشوفة على السطح فتزداد التصادمات |
| رفع الحرارة | أسرع | طاقة حركية أكبر، تصادمات أكثر، ونسبة أكبر منها تملك طاقة التنشيط |
| إضافة محفز | أسرع | مسار بديل بطاقة تنشيط أقل فتنجح تصادمات أكثر |
يصف المستوى الأساسي في كامبريدج هذه الآثار، والتفسير بنظرية التصادم من الموسع. ويطلب إدكسل التفسير من الجميع في البند 3.11.
الأفكار الأساسية في كل منهج
في كامبريدج يصف المستوى الأساسي آثار العوامل وطرق القياس العملية ويفسر البيانات والرسوم، ويضيف الموسع نظرية التصادم وطاقة التنشيط وتقييم الطرق. وفي التفاعلات العكسية يصف الأساسي تسخين كبريتات النحاس المائية (أزرق إلى أبيض) وكلوريد الكوبالت (وردي إلى أزرق) وعكسهما بالماء، ويضيف الموسع تعريف الاتزان والتنبؤ بموضعه وعمليتي هابر والتلامس بظروفهما وأسبابها.
يطلب إدكسل وصف تجارب السرعة وتفسيرها بنظرية التصادم، والمحفز كمسار بطاقة تنشيط أقل، وتجربتين: رقائق الرخام مع حمض الهيدروكلوريك وتحلل فوق أكسيد الهيدروجين بمحفزات صلبة. أما مخططات المسار والاتزان الديناميكي وأثر الحرارة والضغط في موضعه فللورقة الثانية، ولا يطلب مبدأ لوشاتلييه ولا عمليتي هابر والتلامس.
مثال محلول ١: قراءة السرعة من الرسم
تفاعل الرخام مع الحمض وجُمع الغاز في محقنة: ٦٠ سم³ بعد ٣٠ ثانية، وتوقف التفاعل عند ٩٠ سم³ بعد ١٢٠ ثانية. متوسط السرعة في أول ٣٠ ثانية = ٦٠ ÷ ٣٠ = ٢٫٠ سم³/ث، وفي التفاعل كله = ٩٠ ÷ ١٢٠ = ٠٫٧٥ سم³/ث.
السرعة أعلى في البداية لأن تركيز الحمض أعلى، وتقل مع استهلاكه، ويستوي المنحنى عند نفاد أحد المتفاعلات. ولإيجاد السرعة في لحظة ارسم مماسًا واحسب ميله. ومع مسحوق الرخام بالكتلة نفسها يكون المنحنى أشد انحدارًا وينتهي عند الحجم نفسه.
مثال محلول ٢: التنبؤ بموضع الاتزان
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) والتفاعل الأمامي طارد للحرارة. في اليسار ٤ مولات غاز وفي اليمين ٢، فزيادة الضغط تزيح الاتزان يمينًا. ورفع الحرارة يزيحه في الاتجاه الماص أي يسارًا فيقل الناتج.
تُستخدم ٤٥٠ درجة حلًا وسطًا بين السرعة والمردود مع محفز الحديد، و٢٠٠ ضغط جوي لأن الضغط الأعلى أغلى وأخطر. والمحفز لا يغير موضع الاتزان بل يسرّع التفاعلين بالتساوي.
أخطاء شائعة
- قول "تصادمات أكثر" دون "أكثر تكرارًا في الثانية".
- الاكتفاء بزيادة التصادمات عند رفع الحرارة دون ذكر أن عددًا أكبر منها يملك طاقة كافية.
- القول إن المحفز "يعطي الجسيمات طاقة"، والصحيح أنه يخفض طاقة التنشيط.
- القول إن زيادة مساحة السطح تزيد حجم الغاز النهائي.
- تعريف الاتزان بتوقف التفاعل أو بتساوي التراكيز.
- القول إن المحفز يزيد المردود عند الاتزان.
أسلوب الإجابة
الإجابة الكاملة عن "فسّر" في السرعة فيها ثلاث حلقات: التغيير، وما يحدث للجسيمات، وأثره في تكرار التصادمات الناجحة. وفي الرسوم صف الشكل بالأرقام ثم فسر كل جزء.
في الاتزان اذكر الاتجاه والسبب من المعادلة دائمًا، مثل "مولات غاز أقل في اليمين". وفي تقييم التجربة يكافئ المصحح استخدام المحقنة بدل الجمع فوق الماء للغاز الذائب، والقياس على فترات منتظمة، والتكرار.
كيف تساعد الدروس الفردية
أسئلة هذا الموضوع تفسير ورسوم، ويخسر الطلاب الدرجات بإغفال حلقة من السلسلة. يرسم الطالب منحنيات السرعة ويفسرها مباشرة على السبورة المشتركة، ويتدرب على المماس والميل، ولطلاب الموسع أو الورقة الثانية يتدرب على تنبؤات الاتزان حتى يصبح الاستدلال من المعادلة تلقائيًا.
قائمة التحقق الذاتي
- أفسر أثر التركيز والضغط ومساحة السطح والحرارة والمحفز بنظرية التصادم.
- أحسب متوسط السرعة وأشرح إيجادها من المماس.
- أرسم تغير منحنى الغاز مع المسحوق أو الحرارة الأعلى.
- أصف التفاعل العكسي لكبريتات النحاس المائية و(كامبريدج) كلوريد الكوبالت.
- أعرّف الاتزان الديناميكي.
- أتنبأ بأثر الحرارة والضغط في اتزان من معادلته.
- (موسع كامبريدج) أذكر ظروف عمليتي هابر والتلامس وأبررها.
أسئلة شائعة
هل عملية هابر في إدكسل؟
لا يذكرها منهج إدكسل 4CH1، وهي في المستوى الموسع بكامبريدج مع عملية التلامس.
هل أحتاج مبدأ لوشاتلييه؟
ينص إدكسل على أنه غير مطلوب، ويكفي ذكر اتجاه الإزاحة. وتطلب كامبريدج التنبؤ بأثر الحرارة والضغط والتركيز والمحفز وتفسيره.
هل نظرية التصادم من المستوى الأساسي في كامبريدج؟
لا، الأساسي يصف الآثار والتفسير من الموسع. ويطلبها إدكسل من الجميع.
كم تكلفة دروس الكيمياء في LiveTutor؟
١٥ $ للدرس لكل المواد والمستويات، ضمن خطة أسبوعية من درس إلى خمسة دروس تُدفع شهريًا. الدرس فردي ٦٠ دقيقة عبر الإنترنت، والأول تجريبي مجاني.
لماذا يستوي المنحنى عند الارتفاع نفسه؟
لأن كمية الناتج النهائية تعتمد على كمية المادة المحددة لا على السرعة، فتغير السرعة يغير وقت الاستواء لا موضعه.
المصادر
التواريخ والأرقام في هذه الصفحة مأخوذة من هذه المصادر الرسمية والمنشورة. تأكد دائماً من المواعيد النهائية في الصفحة الرسمية قبل الاعتماد عليها.