العوامل المؤثرة في موضع الاتزان

العوامل المؤثرة في موضع الاتزان 

- ماذا يحدث للاتزان لو تغيرت تراكيز إحدى المواد المتفاعلة أو احدى المواد الناتجة ؟ 

- ماذا يحدث لو تغير الضغط أو درجة الحرارة اللذان يحدث فيهما التفاعل ؟ 

يصل التفاعل الكيميائي إلى حالة من التوازن الميكانيكي ،  عندما تساوى سرعة المواد المتفاعلة مع السرعة الخاصة بالمواد الناتجة عن التفاعل الكيميائي

 و طبقاً لنص مبدأ نظرية (لوشاتلييه), الذي درس التغيرات التي يمكن ان تحدث في موضع الاتزان , فتوصل الى :

النص الخاص بنظرية لوشاتلييه :-

اذا حدث تغير في احد العوامل المؤثرة في نظام كيميائي في حالة الاتزان , فإن النظام الكيميائي سيُعدل من موضعه بحيث يقلل من تأثير التغير الى أقصى درجة ممكنه .

عزيزي الطالب انقر على الرابط التالي لمعرفة  من هو العالم لوتشاتلييه

- إذاً فما هي أهم العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي ؟

العوامل المؤثرة على حالة الإتزان الكيميائي

التركيز- 

    الضغط- 

درجة الحرارة- 

والان لننتقل لتوضيح هذه العوامل وفق مبدأ لوتشاتلييه : 

1- التركيز : 

إنّ زيادة تركيز إحدى المواد من المواد المتفاعلة أو الناتجة لنّ تؤثّر على قيمة ثابت الإتزان، وإنّما إذا تمّ زيادة تركيز واحدة من المواد المتفاعلة سوف يؤدّي إلى نقص في تركيز المادّة الأخرى، وبالتالي زيادة في تركيز المواد الناتجة، أي أنّه وحسب قاعدة لوشاتلييه، فإنّ التفاعل سوف يتجّه إلى اليمين، وذلك لزيادة تركيز إحدى المواد المتفاعلة.

في البداية شاهد التجربة التالية : 

مثال (1) 

ادرس الشكل التالي الذي يبين اثر زيادة تركيز الامونيا : 

      

       - ما لون المحلول في الكأس في الحالة الاولى ؟ 

              

                 - ما أثر اضافة كمية من الامونيا في لون المحلول ؟

                - فسر سبب ظهور اللون الازرق الغامق عند اضافة الامونيا ؟

والان لنتعرف ماذا حدث : 

يُمثل ثبات اللون الازرق الفاتح في الكأس في الحالة الاولى حالة اتزان معينة . وعند اضافة الامونيا يزداد تركيزها في المحلول .

وهو ما يؤدي الى زيادة سرعة التفاعل الامامي , فيزداد تركيز النواتج ويظهر اللون الازرق الغامق في الكأس , الذي يدل على حالة اتزان جديدة .

وقد نشأت هذه الحالة نتيجة استهلاك جزء من الامونيا المضافة , ولكن قيمة ثابت الاتزان تبقى ثابته لا تتغير في درجة حرارة معينة .

 سؤال (1) 

2- الضغط :

 يؤثّر الضغط على وضع الإتزان وعلى قيمة ثابت الإتزان، فالتفاعلات التي ينتج عنها غاز يتجه التفاعل إلى الإتجاه الذي يقلّ فيه حجم النظام، أمّا بالنسبة للتفاعلات التي تحدث في المحلول فإنها لا تتأثراً كثيرا بالضغط.

مثال (1) 

ماذا سيحدث للنظام المتزن في المعادلة التالية : 

اثر زيادة الضغط في التفاعل الغازي 

الشكل (أ)  يبين النظام الموصوف في المعادلة السابقة وهو في حالة اتزان .

لاحظ النظام يحوي نسبة أكبر من غاز النيتروجين وغاز الهيدروجين .

وعند زيادة الضغط على النظام نتيجة

 تحريك المكبس الى الاسفل 

 الشكل (ب) فإن الحيز الذي يشغله الخليط يقل , فتبدأ نسبة الامونيا بالزيادة , وتقل نسبة غازي النيتروجين والهيدروجين .

الشكل (ج) مع مرور الوقت تثبت نسب المواد المتفاعلة والناتجة , وهذا يدل على وصول التفاعل الى حالة من الاتزان من جديد .

والان لنفسر ما حدث 

حسب مبدأ لوتشاتلييه , فإن الضغط الكلي على التفاعل تسبب في اندفاع التفاعل في الاتجاه الذي يقلل من أثر  زيادة الضغط الواقع عليه , وهو الاتجاه الذي يقلل من عدد جزيئات الغاز . 

وفي هذه الحالة , فإن سرعة التفاعل الامامي تزداد 

لماذا تزداد ؟ 

لان عدد جزيئات المواد الناتجة أقل من عدد جزيئات المواد المتفاعلة 

ويحدث ذلك عن طريق اتحاد جزيئات N2 و H2 لتكوين NH3  

ونتيجة لذلك.... قل تركيز غازي H2 و N2 

  

سؤال (2) 

في التفاعل السابق كيف تحصل على اكبر كمية من الامونيا .

الجواب : كل هذه الطرق تزيد من كمية الامونيا ** 

1-   زيادة الضغط يزيح التفاعل إلى اليمين

2-   إزالة NH_3(g)    الغازية من وسط التفاعل بتكثفيها إلى   ­ NH_{3 (l)}أي سائلة         يزيح التفاعل إلى اليمن

3-   _­انخفاض  الضغط الجزئي لــ NH_3(g)   الغازية يزيح الاتزان إلى اليمين .

سؤال (3) 

بين أثر انخفاض الضغط في موضع الاتزان في التفاعل الاتي :

سؤال (4) 

 3- درجة الحرارة : 

 يرتبط تأثير درجة الحرارة بطبيعة التفاعل اذا كان ماصاً او طارداً 

 فما تأثير اختلاف درجة الحرارة في هذين النوعين من التفاعلات ؟ 

عند رفع درجة الحرارة في التفاعلات الماصّة للحرارة، فإنه يتم إتجاه التفاعل إلى الجهة التي يمتصّ فيها التفاعل للحرارة في التفاعلات التي يكون فيها التفاعل الأمامي ماص للحرارة، وبالتالي زيادة قيمة ثابت الاتزان، أمّا بالنسبة للتفاعلات التي يكون فيها التفاعل الأمامي طارد، فإنّ رفع درجة الحرارة سوف يؤدي إلى نقصان قيمة ثابت الاتزان، وهذا سيؤثّر على سرعة التفاعل، وذلك لأنّها تعمل على زيادة عدد التصادمات، وبالتالي إلى زيادة طاقة التصادم للمواد المتفاعلة.


والشكل التالي يوضح اثر الحرارة على حالة الاتزان الكيميائي : 

والان لنفسر معا كيف :

تتأثر قيمة ثابت الاتزان لنظام معين بتغير درجة الحرارة ؟ وكيف تفسر ذلك وفق مبدأ لوتشاتلييه ؟

بتطبيق مبدأ لوتشاتلييه على التفاعل الماص للحرارة , فإن النظام يحاول (عند رفع درجة حرارة التفاعل المتزن ) التخلص من الحرارة الزائدة عن طريق استهلاكها , وتكوين المواد الناتجة , وذلك بامتصاص جزء من الطاقة الحرارية واستخدامها لتفكيك جزيئات المواد المتفاعلة وتكوين جزيئات مواد ناتجة 

وهذا يؤدي الــى : تقليل تراكيز المواد المتفاعلة , و زيادة تراكيز المواد الناتجة في حالة الاتزان الجديدة مقارنة بتراكيز ما قبل زيادة درجة الحرارة ,, فيزداد ثابت الاتزان ....

مثال (3)

سؤال (5)

سؤال (6)

عزيزتي الطالبه للتلأكد من صحة حلك للسؤال ضللي هنا ↓↓↓↓↓↓↓↓
الجواب :

-  خفض درجة الحرارة  يزاح التفاعل نحو اليسار وتنخفض قيمة K .   

-   رفع درجة  الحرارة يزاح التفاعل نحو اليمين وترتفع قيمة K  .

-   رفع أو خفض الضغط لا يؤثر على وضع الاتزان .

والان بعد الانتهاء من درس العوامل المؤثرة في الاتزان 

شاهد الفيديو التالي :