فاعلية كيميائية

فاعلية كيميائية (بالإنجليزية: activity) هي مقياس "للتركيز الفعلي " لمادة في مخوط من المواد ويرمز لها بالرمز a ، وهي تعني أن الكمون الكيميائي تلك المادة يعتمد على فاعلية محلول حقيقي بنفس طريقة اعتماد فاعلية التركيز في سائل مثالي.

وقد اصطلح على ان تكون الفاعلية الكيميائية كمية بدون وحدة ، أي أن تكون مجرد عدد فقط ، على الرغم من أن قيمتها الحقيقية تعتمد على خواص لحالة قياسية للمادة . وقد اصطلح على أخذ فاعلية المادة النقية في الحالة السائلة و الحالة الصلبة لتكون مساوية 1 . وتعتمد الفاعلية الكيميائية على درجة الحرارة و الضغط ومركبات المخلوط وبعض المتغيرات الأخرى . وبالنسبة إلى الغازات ، فيعتبر الضغط الجزئي هو فاعليته .

وتصف الفاعلية تغير خواص كيميائية تعتمد على تركيز مادة في مخلوط ، مثل درجة الغليان و رجة اانصهار و توصيل المحاليل و الضغط الجزئي للسوائل المذيبة ، حيث لا توجد علاقة تناسبية أو لوغاريتمية بينها وبين تركيز المادة .

تعريف

تعرف الفاعلية (النسبية) بالمعادلة:

$a=\exp \left(\frac{\mu -{\mu }^{\ominus }}{RT}\right)$

حيث:

$a$ الفاعلية,

$T$ درجة الحرارة المطلقة,

$\mu$ كمون كيميائي

${\mu }^{\ominus }$ الكمون الكيميائي في الظروف القياسية .

$R$

ثابت الغازات العام

• ) الظروف القياسية هنا تعني :
• درجة الحرارة $T_{\mathrm{n}}$ = 273,15 كلفن ،أي 0 °C
• الضغط $p_{\mathrm{n}}$ = 100.000 Pa = 100.000 نيوتن/متر² = 1000 هكتوباسكال = 100 كيلو باسكال = 1 بار.

وفي حالة مخلوط مثالي نحصل على الكمونات الكيميائية للمواد من المعادلة:

${\mu }_i(T,p)={\mu }_i^o+RT\ln (x_i)$

حيث $x_i$ النسبة المولية للمادة i .

ويجب إجراء تعديل على المعادلة اعتبار مخلوط حقيقي وليس مخلوط مثالي:

${\mu }_i(T,p)={\mu }_i^o+RT\ln (a_i)$

وتعتمد الفاعلية على تسبة المادة طبقا للعلاقة:

$a_i={\gamma }_i\cdot x_i$

يسمى المعامل $\gamma$ معامل الفاعلية وهو عدد ليست له وحدات . وبينما لا يوجد تآرثر متبادل بين الجزيئات في المخلوط المثالي ، وتعتمد الكمونات الكيميائية وجميع الخواص المتعلقة بها فقط على نسب وجودها في مخلوط مثالي ، نجد تأثر بين الجزيئات في مخلوط حقيقي. وقد يكون هاذالتآثر عبارة عن تجاذب أو تنافر كهربائي مثلا. ويصف معامل الفاعلية ذلك التآثر المتبادل بين الجزيئات في المخلوط الحقيقي.

وقد قام العالم الكيميائي جيلبرت لويس عام 1907 بتعيينه عمليا ل كهارل قوية . ثم استخدم كل من الكيميائي السويدي سفانت أرينيوس و الكيميائي الهولندي ياكوبوس فانت هوف تعبير معامل الفاعلية للتعبير عن درجة انشقاق الجزيئات Dissoziation في الأملاح عند دراسة انخفاض درجة التجمد .

ولتوضيح ذلك نفترض كميات صغيرة من المواد ، حيث نسطيع القول بأن :

• عدد قليل من الجزيئات يعني تواجد مسافات كبيرة بينها ، وبالتالي فلا يوجد تآثر بينها ،

• يمكن اهمال التآثر بين الجزيئات وجدار الوعاء .

وفي حالة السوائل يمكن القول بأنه لا يوجد تآثر بين الجزيئات وبين السائل المذيب .

إذن يمكننا صياغة المعادلة لتلك الحالة بتقريب مقبول:

$a_i=x_i$ (allgemein)

$a_i=\frac{c_i}{c^o}$ (in Lösungen)

$a_i=\frac{p_i}{p^o}$ (in Gasgemischen)

يسري هذا التقريب على محاليل مخففة يبلغ التركيز فيها نحو $10^{-3}\frac{mol}{L}$ .

نجد المقام في المعادلة له نفس وحدة الكمون الكيميائي : ولكن الفاعلية يجب أن تكون بلا وحدات ، أي أنه يلزم قسمة التركيز هنا على أي تركيز آخر وطبقا لتعريف "التركيز القياسي" $c^o$ .

ولكي ننتقل إلى حالة المخلوط الحقيقي فإننا نقوم بضرب القيم المعنية في المعادلة في معاملات الفاعلية .

اقرأ أيضا

• مخطط أرهينيوس
• معامل بولتزمان
• تفاعل كيميائي
• تفاعل ناشر للحرارة
• تفاعل يمتص الحرارة
• تفاعل الثرميت
• تفاعل أكسدة-اختزال
• اختزال
• نظرية تحول الحالة
• معادلة أرينيوس
• توازن كيميائي

• تفاعل نووي

المراجع

ملف:Nuvola apps edu science.svg

هذه بذرة مقالة عن الكيمياء تحتاج للنمو والتحسين، فساهم في إثرائها بالمشاركة في تحريرها.

activity (chemistry)]] ca:Activitat d'una dissolució cs:Aktivita (chemie) de:Aktivität (Chemie) es:Actividad (química) fr:Activité chimique it:Attività (chimica) lv:Aktivitāte nl:Chemische activiteit ja:活量 pl:Aktywność stężeniowa pt:Atividade (química) ru:Активность (химия) sk:Aktivita (termodynamika) fi:Aktiivisuus sv:Aktivitet (kemi) uk:Активність (хімія) zh:活性度