العوامل التي تؤثر في الاتزان الكيميائي

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على التوازن الكيميائي ، إلا أنها لا تؤثر على التفاعل نفسه بسبب منع تأثيرها على تركيز كل من المواد المتفاعلة ونتائج التفاعل ، وذلك بسبب وجود النظام في حالة من الثبات. لكن أهميته تكمن في كونه يؤثر على كمية المواد المستخدمة ولكن بحوالي وقتي حيث تسبب هذه العوامل خللاً يميل النظام عقب هذا إلى العودة إلى الثبات. متابعة أهم البيانات من خلال الموقع. اخر حاجة.

العوامل التي تؤثر على التوازن الكيميائي

هناك عدة عوامل تؤثر على التوازن الكيميائي ويمكن سردها على شكل نقاط من خلال ما يلي:

• تركيز.
• درجة الحرارة.
• ضغط.
• الغازات الخاملة.
• المنبهات.

مثال توضيحي

إذا افترضنا أن كلاً من H2 و CO هما منتجان ثانويان لعملية صناعية وأنه يمكن دمجهما من أجل الحصول على الميثان CH4 كوقود ، فعند وضع كلا الغازين في حاوية مغلقة عند درجة حرارة 1200 كلفن ، يكلم ما يلي :

• يصل التفاعل الطارد للحرارة إلى التوازن وينتج الميثان والماء والحرارة.
• نظرًا بسبب أن تركيز الميثان الناتج منخفض جدًا ، فلا يمكن استخدامه عمليًا.
• يشتغل علماء الكيمياء على التحكم في وضع التوازن من أجل الحصول على كمية أكبر من الميثان ، مناسبة للاستخدام العملي ، من خلال التحكم في العوامل التي تؤثر على التوازن الكيميائي.

لمزيد من البيانات حول التوازن الكيميائي ، يمكنك إلقاء نظرة على ما يلي: العوامل التي تؤثر على متوسط التفاعل الكيميائي وقانونه وتفاصيله

عامل التركيز

يعتبر التغيير في تركيز كل من التفاعلات والنواتج من العوامل التي تؤثر في التوازن الكيميائي ، ولكنه لا يؤثر على قيمة ثابت التوازن ، وهذا المفهوم من نظرية التصادم ، ونشرح هذا من خلال ما يلي:

اصطدام الجسيمات للتفاعل ويعتمد عدد الاصطدامات على التركيز ، وعلى هذا يمكن تبديل تركيز فَرْدمن المواد المتفاعلة بإضافة كمية أكبر ، ويؤثر على تركيز مادة أخرى عن طريق التناقص ، وعلى هذا إرتفاع تركيز المادة المواد الناتجة للتوصل الى التوازن في طرفي المعادلة.

على سبيل المثال ، يمكن الحصول على الميثان عن طريق تقليل الماء الناتج عن طريق تطبيق مادة مجففة على الماء أو عن طريق امتصاصه ، ومن عقب ذلك يتسبب الميثان في تدفق التفاعل في الاتجاه الذي يرفع من إنتاج الماء.

تغير في المقاس والضغط

إنه العامل الثاني الذي يؤثر على التوازن الكيميائي وأيضا ثابت التوازن ، مما يرفع الضغط الناتج عن الصعود في المقاس ، لذلك عندما ينتج غاز ، يكلم التفاعل في الاتجاه الذي يتناقص فيه مقاس النظام.

أما بالنسبة للتفاعلات التي تنتج المحلول أو تحدث من خلاله ، فالضغط عادة لا يؤثر عليها كما يلي:

• لصناعة الميثان ، يمكن تبديل مقاس وعاء التفاعل. إذا استخدمنا مكبسًا ، فعندما نحركه لأسفل في الوعاء ، سينخفض ​​المقاس وعند درجة حرارة ثابتة سيزداد الضغط نتيجة للتغير في تركيز التفاعل والغازات الناتجة.
• تؤدي الصعود في الضغط إلى تحويل التفاعل إلى اليمين ، أي حوالي المنتوجات ، وعلى هذا إرتفاع كمية الميثان.
• يعتمد الضغط الناتج على عدد جزيئات الغاز التي ترتطم أثناء التفاعل مع حيطان الوعاء. كلما صعد الرقم بسبب إرتفاع كمية الغاز ، كلما نمى الضغط وانخفض الرقم ، هبط الضغط ، على حسبًا لمبدأ Le Chatelier.
• تتم عملية الموازنة عن طريق تقليل المجهود على النظام ، بحيث تكون الصعود في الضغط في اتجاه العدد الأقل من الشامات.
• إذا كان عدد مولات الغاز على طرفي التفاعل متساويًا ، فإن التغيير في المقاس والضغط لا يؤثر على حالة التوازن.

اتبع أهم التفاصيل التي تتعلق بالتوازن الكيميائي بقراءة ما يلي: العوامل التي تؤثر في متوسط التفاعلات الكيميائية

درجة الحرارة

يعتبر العامل الثالث الذي يؤثر على التوازن الكيميائي ، ولكن يختلف التأثير باختلاف طراز التفاعل ، ما إذا كان طاردًا للحرارة أو ماصًا للحرارة ، على النحو الاتي:

• التفاعل الماص للحرارة هو الذي يستلزم طاقة أكبر لكسر روابط المواد المتفاعلة ، مقارنةً بالتفاعلات الناتجة عن المواد الناتجة عن التفاعل.
• لأنه يمتص الحرارة التي تحتاجها البيئة التي تحيط ولا يمكن أن يكلم التفاعل إلا معها.
• للتوصل الى حالة التوازن التي فقدها النظام عن طريق إضافة كمية من الحرارة ، يتم توجيه التفاعل حوالي الاتجاه الذي سوف يستنزف فيه أو يستهلك الحرارة على حسبًا لمبدأ Lucha بعده.
• أما التفاعل الطارد للحرارة فهو الذي ينتج حرارة مثل تأثَّر أول أكسيد الكربون والهيدروجين ، لذا فإن التفاعل السابق طارد للحرارة والعكس ماص للحرارة.
• عندما ترتفع درجة الحرارة ، ينتقل التفاعل إلى اليسار حتى يتم تصريفه ، وعلى هذا ينخفض ​​الميثان ، ولزيادته ، يتم تقليل الحرارة الناتجة أو استعمالها لدعوة التفاعل لإعادته مرة أخرى.

تساوي ثابت

يتبدل على حسبًا لأي تغير في درجة الحرارة ، تختلف قيمته في التفاعل المباشر عن قيمته على العكس من مفهوم ثابت التوازن ، قيمته في التفاعل المباشر لصناعة الميثان هي:

• K1 =[CO][3H2]÷[CH4][H2O]
• في حين في رد الفعل العكسي تكون قيمته
• K2 =[CH4][H2O]÷[CO][3H2]
• نجد هنا أن العلاقة بين درجة الحرارة وثابت التوازن في التفاعلات الطاردة للحرارة هي صلة عكسية ، في حين العلاقة الماصة للحرارة هي صلة القذف.

يمكنك إثراء معرفتك ومعرفة المزيد عن: أهمية الهندسة الكيميائية في معاشنا

المواد التحفيزية

من العوامل التي تؤثر على التوازن الكيميائي إضافة هذه المواد ، حيث إنها تتعدى من متوسط التفاعل في كلا الاتجاهين بالتساوي.

يؤول هذا إلى وصول النظام إلى حالة التوازن بحوالي أسرع من غير تبديل كمية المنتوجات ، وعلى هذا لا يمكن تطبيق مبدأ Le Chatillier ، وعلى هذا فهو ليس عاملاً يؤثر على التوازن الكيميائي بالمعنى العملي.

غاز خامل

ينبغي القول أنه لا يعتبر من العوامل التي تؤثر بحوالي كبير على التوازن الكيميائي ، لأنه يقوم على إرتفاع الضغط على المواد المتفاعلة والمنتجات بنفس المقدار ، لذلك لا يؤثر على التوازن.

ولكن لا يمكنه نفذ هذا إلا إذا كان يؤثر بحوالي فردي على فَرْدمن المواد المتفاعلة أو التفاعل.

ما هو مبدأ Le Chatelier؟

جرى اكتشافه من قبل عالم فرنسي يُدعى هنري لويس لوتشا تيلي ، بالإضافة إلى آخر اسمه كارل فرديناند براون ، الذي اكتشفه بحوالي منفصل ، إلا أنه عُرف باسم لو شاتيلير ، وأظهر أن هناك عدة طرق للتحكم في التوازن بحيث يكون التفاعل أزيد إنتاجي.

يقول: “إذا حدث تبديل في نظام في حين يرتبط بالتوازن ، فإنه يؤول إلى تغير النظام في اتجاه معاكس لهذا التغيير ، بحيث يمتصه أو يقلل من تأثيره للوصول إلى حالة التوازن مرة أخرى”.

مفهوم التوازن الكيميائي

عندما يكلم التفاعل الكيميائي تلقائيًا في وسط حر ، يتبدل تركيز كل من المواد المتفاعلة والمنتج ، في حين تنخفض الطاقة الحرة وتصل في الختام إلى الوقف الأقل وعلى هذا يكون النظام في حالة تساوي ، عقب ذلك نلاحظ أن التركيزات ثابتة ، في بالإضافة إلى ما يلي:

• نجد أن متوسط تكوين المواد المتفاعلة من المنتوجات قريب من متوسط تكوين المنتوجات من المتفاعلات ، وعلى هذا يكلم التفاعل المباشر والعكسي ويكون بنفس المعدل عندما يكون في حالة تساوي مع تركيز ثابت.
• بمعنى أن التوازن الكيميائي هو تساوي ديناميكي للوسط الذي يتم فيه ترسيب التفاعل ، ولا يلاحظ أي تغير مع مرور الزمن بسبب أن تركيز كل من التفاعلات والمنتجات ثابت.
• من الضروري معرفة أن نظام التفاعل يميل تلقائيًا إلى التوازن ، وأن التوازن الكيميائي شرط أساسي للحفاظ على التوازن الديناميكي الحراري ، الذي يعهد إليه بتطبيق قانون الطاقة والحفاظ على الكتلة.
• ينوه إلى التوازن الكيميائي عن طريق سهمين مقلوبين بين التفاعلات والمنتجات.
• يمكن التعبير عنها من خلال المعادلة:

(R1 = K1 [A] أ [B] ب R1)

في حين:

• R1 هو متوسط التفاعل.
• K1 هو ثابت التوازن.
• [A] التركيز المولي الأول.
• [B] التركيز المولي الثاني.
• أ هي القوة و ب هي القوة.

أنواع التوازن الكيميائي

وينقسم إلى نوعين وهما:

تساوي ثابت

• يتميز بحدوث لا شيء وبتغيرات على المستوى العياني أو الجزيئي لجميع من التفاعلات والمنتجات.

تساوي ديناميكي

• لها ميزة منع وجود تطورات في العين ، ولكن تطورات جزيئية فعالة.
• على سبيل المثال ، الماء السائل الغازي يكون ثابتًا من خلال الاطلاع إليه ، لذلك لا تحدث تبديلات مرئية في السوائل مثل البحار والأنهار بمرور الزمن.
• ولكن بين جزيئاته ، يكلم تبديل عندما يتبخر ويتحول من سائل إلى غاز ، عقب ذلك يتكثف إلى تغير من غاز إلى سائل ، وعلى هذا يمثل حالة التوازن الديناميكي.

التوازن من خصائص النظام الحيوي ، الذي يمشي بتغيرات وعوامل تؤثر عليه ، ويخرجه من وضعه إلى حالة من الضوضاء ، كما يكلم على الأرض عند وصول الناس إلى هناك ، وكانوا عوامل التغيير الرئيسية.

التوازن الكيميائي هو بين أنواع التوازن الموجودة في الكون ، وقد سعى حب الإنسان للمعرفة للتعرف على العوامل التي تؤثر التوازن الكيميائي.

للإنتفاع منها ولأن الله خلق كل شيء من الحكمة ، وجعل فيها حكمة أزيد مما هي عليه ، حتى يتمكن الإنسان من إرجاع بناء الأرض والاستفادة من صلاحها.