معجم المصطلحات الكبير
فَعِيل مُحدِّد
الكيمياء

الفعيل المُحَدِّد، هو الفعيل الذي يُستهلك استهلاكا تامّا في نهاية التفاعل الكيميائي، ويؤدّي ذلك إلى توقّف التفاعل، أي الفعيل الذي يُستهلك أولا وينفد في تفاعل كيميائي، وبالتالي يحدّ من كمّية الناتج التي يمكن تكوينها. هناك العديد من الطرق المختلفة لتحديد الفعيل المحدِّد، ولكنّها جميعا تتضمّن استعمال النسب المادَوِية (المولية) من المعادلة الكيميائية الموزونة. كمّية الناتج التي يمكن تشكيلها على أساس الفعيل المحدّد تسمّى بالحاصِل النظري theoretical yield. في الواقع، فإنّ كمية الناتج التي تُجمع حقيقة، والمعروفة باسم الحاصل الفعلي actual yield، تكون دائما تقريبا أصغر من كمّية الحاصل النظري. عادة ما يُعبّر عن الحاصل الفعلي كنسبة مئوية من الحاصل، والتي تحدّد النسبة المئوية للحاصل النظري الذي تمّ الحصول عليه. في حال ما لم يكن هناك أي فعيل محدّد، فذلك لأنه في نهاية التفاعل تم تحويل جميع الفُعُلات: فنقول حينئذ إن الفعلات كانت متناسبة جَمائيا stoichiometric proportion، أمّا إذا ما بقيت هناك كمّيات أخرى بعد توقّف التفاعل، تُسمّى هذه الكمّيات حينئذ بالفُعُلات الفاضلة.

مثال: نرغب في تكوين ثنائي ذرب الزعات (ع.ك2)، من ذرب الزَّوْعات nitric oxide (ع.ك)، والكثار:

 

950.jpg 

لنفترض أنّنا بدأنا بمقدار 8 مادات من ع.ك، و7 مادات من ك2. إحدى الطرق لتعيين الفعيل المحدّد هي أن نحسب عدد مادات ع.ك2 الناتجة على أساس الكمّية الابتدائية من ع.ك ومن ك2 كلّ على حدة. معلوم أنّ الفعيل المحدّد هو الذي يعطي الكمّية الأقلّ من الحاصل. أمّا إذا بدأنا بحساب عدد المادات من ع.ك2 الناتجة عن 8 مادات من ع.ك، فهي:

 

948.jpg 

وعدد مادات ع.ك2 الناتجة عن تفاعل 7 مادات ك2، هي:

 

949.jpg

 

ولأنّ ع.ك يعطي الكمّية الأقل من ع.ك2، فإنّه هو الفعيل المحدّد، ولذلك فإنّ ك2 هو الفعيل الفاضل.

تعليق

الفعيل، المادّة المتفاعلة في تفاعل كيميائي، والفعيل المحدِّد، مادّة متفاعلة في تفاعل كيميائي ينتهي التفاعل بنفادها. جمع فعيل فُعْل وفُعُل، كطريق وسعير وسليق (جانب الطريق)، التي تجمع على طُرْق وطُرُق، وسُعْر وسُعُر، وسُلْق وسُلُق، كما قد يُجمع على فُعُلات كطُرُقات، وأفْعِلة كأطرقة وأشرطة جمع شريط، وأفْعُل كأطرق، وأختيرت صيغة فُعُلات كطرقات لتجنّب الاشتراك اللفظي والإملائي، لأنّ العربية استغنت عن الشكل.

الماد mole في الكيمياء هو وحدة قياس كمّية المادّة ويُختصر إلى «م»، ويُعرّف على أنّه عدد الذرّات الموجودة في 12 معشار الراز من ذرّات السُّخام العادية (عدده الكتلي 12)، يجمع على مود وأمواد وميدان، وعلى مادات دفعا للاشتراك اللفظي والإملائي، النسبة إليه مادَوِي على غير قياس.

«عندما يُجري الكيمياوي تفاعلا ما، فإنّه لا يستعمل من الفُعُلات أي الموادّ المتفاعلة كمّيات مطابقة لمقاديرها الجَمائية stoichiometric amounts أي بالنسب نفسها المبيّنة في المعادلة الموزونة، لأنّ الغاية المنشودة من التفاعل هي الحصول على أكبر كمّية ممكنة من الناتج المرغوب فيه، بدءا بالفعلات، وكثيرا ما تُستعمل أحد الفعلات بكمّية كبيرة تفوق المطلوب، من أجل أن نضمن تحوّلا كاملا للمادّة الأغلى ثمنا إلى النواتج، ويترتّب على ذلك بقاء بعض الفعلات بعد انتهاء التفاعل. يُطلق على المادّة المتفاعلة والتي تستهلك أوّلا في التفاعل بالفعيل المُحدِّد limiting reagent، لأنّ الكمّية القصوى التي سوف تتشكّل من الناتج تعتمد على مقدار ما وُجد أصلا من هذه المادّة في بداية التفاعل، وبعد أن تستهلك هذه المادّة، لا يعود في الإمكان تركيب المزيد من ناتج التفاعل. أمّا تلك الفعلات التي توجد بكمّيات تزيد عمّا هو مطلوب للتفاعل مع الفعيل، فإنّها تُعرف بالفعلات الفاضِلة excess reagent. يشبه مفهوم الفعيل إلى حدّ كبير العلاقة بين الرجال والنساء في حفلة رقص في أحد النوادي، فإذا كان عدد الرجال 14 وعدد النساء 9 مثلا، فإنّ هناك 9 أزواج (رجل وامرأة) سيقومون بالرقص فقط، وسوف يتعيّن على 5 رجال البقاء من غير شريكات من النساء، أي أنّ عدد النساء هو الذي سيحدّد عدد الرجال الذين يشاركون في الرقص، وتكون هناك فَضْلة من الرجال». ريموند تشانغ.

مترادف

كاشِف مُحدِّد

مُتفاعِل محدِّد

عامِل مُحدّد

مصطلح قريب

لغة كلزية

limiting reactant
limiting reagent
لغة فرنسية

réactif limitatif
réactif limitant
réactif en défaut
مراجع

  • الكيمياء العامة، المفاهيم الأساسية. ريموند تشانغ‎، ترجمة ومراجعة: لجنة التعريب بمكتبة العبيكان. مكتبة العبيكان، الطبعة العربية الأولى، 1435 (2014م). الرياض، المملكة العربية السعودية.
  • khanacademy.org