الحفز – الحفز المتجانس وغير المتجانس والحفز الذاتي

ماذا تعرض

يسرّع العامل الحفّاز التفاعل لأنه يوفّر مسارًا آخر بطاقة تنشيط أقل، ويبقى في النهاية دون تغيّر كيميائي. يكون الحفّاز غير المتجانس في طور مختلف عن طور المتفاعلات: تُمتزّ الغازات على سطح صلب، فتضعف روابطها وتتكوّن روابط جديدة ثم تنفصل النواتج عن السطح، أما السموم فتسدّ المواقع النشطة. ويكون الحفّاز المتجانس في الطور نفسه، وكثيرًا ما يعمل بتغيير عدد تأكسده كما يفعل الزوج ⁦Fe²⁺/Fe³⁺⁩. وفي الحفز الذاتي يكون أحد النواتج هو الحفّاز، فيتسارع التفاعل كلما تقدّم. والإنزيمات مثل الكاتالاز عوامل حفّازة حيوية.

طريقة الاستخدام

في شاشة «السطح» اختر «سطح الحفّاز» واضغط «ابدأ» وتتبّع الموقع المحدّد عبر الخطوات، ثم زِد «المواقع المسمَّمة» وقارن السرعة. وفي «المحلول» جرّب «بلا حفّاز» و ⁦Fe²⁺⁩ و ⁦Fe³⁺⁩. وفي «الحفز الذاتي» اعمل عند ⁦60 °C⁩ ثم فعّل «إضافة ⁦Mn²⁺⁩ في البداية». وفي «منضدة ⁦H₂O₂⁩» اختر «الحفّاز» وابدأ، ثم اضغط «رشّح الحفّاز وجفّفه وزِنه». وفي «مخططات الطاقة» اختر «التفاعل».

المعاملات القابلة للتغيير

• الشاشة السطح, المحلول, الحفز الذاتي, منضدة ⁦H₂O₂⁩, مخططات الطاقة
• سطح الحفّاز الحديد (عملية هابر), ⁦V₂O₅⁩ (عملية التلامس)
• المواقع المسمَّمة ⁦0–100 %⁩
• الحفّاز المضاف (المحلول) بلا حفّاز, ⁦Fe²⁺, Fe³⁺⁩
• درجة الحرارة (الحفز الذاتي) ⁦20–80 °C⁩
• إضافة ⁦Mn²⁺⁩ في البداية
• الحفّاز (منضدة ⁦H₂O₂⁩) بلا حفّاز, محلول ⁦Fe³⁺⁩ (متجانس), مسحوق ⁦MnO₂⁩ (غير متجانس), شبكة بلاتين (غير متجانس), كبد (كاتالاز، إنزيم), بطاطس (كاتالاز، إنزيم)
• تركيز ⁦H₂O₂⁩ ⁦0.1–0.8 mol/L⁩
• غلي الكبد أو البطاطس أولًا
• التفاعل (مخططات الطاقة) تفكك ⁦H₂O₂⁩, عملية هابر (الحديد), عملية التلامس ⁦(V₂O₅), S₂O₈²⁻ + I⁻ (Fe²⁺/Fe³⁺)⁩
• إظهار المسار المحفَّز

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا لا يغيّر العامل الحفّاز قيمة ⁦ΔH⁩ ولا موضع الاتزان؟
2. لماذا يستطيع كلٌّ من ⁦Fe²⁺⁩ و ⁦Fe³⁺⁩ حفز التفاعل بين ⁦S₂O₈²⁻⁩ و ⁦I⁻⁩؟
3. لماذا يبدأ التفاعل بين ⁦MnO₄⁻⁩ و ⁦C₂O₄²⁻⁩ بطيئًا ثم يتسارع؟