ملخص الفصل ٣: الاتزان الكيميائي

3-1 حالة الاتزان الديناميكي

• التفاعل العكسي تفاعل يحدث في الاتجاهين الأمامي والعكسي، ويصل إلى الاتزان الكيميائي عندما تتساوى سرعتا التفاعلين فتثبت تراكيز جميع المواد مع استمرار التفاعل.
• ينص قانون الاتزان الكيميائي على أن النظام المتزن عند درجة حرارة معينة له نسبة ثابتة بين تراكيز النواتج والمتفاعلات، كل منها مرفوع لأس يساوي معامله في المعادلة الموزونة، وتسمى ثابت الاتزان Keq.
• الاتزان المتجانس تكون فيه جميع المواد في الحالة الفيزيائية نفسها، والاتزان غير المتجانس تكون فيه المواد في أكثر من حالة، ولا تدخل المواد الصلبة والسوائل النقية في تعبير ثابت الاتزان.

راجع صفحة ٧٨ في الكتاب

3-2 العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي

• ينص مبدأ لوتشاتلييه على أن النظام المتزن إذا تعرض لجهد أو تغيير فإنه يزيح موضع اتزانه في الاتجاه الذي يخفف أثر هذا الجهد.
• إضافة مادة متفاعلة أو سحب مادة ناتجة يزيح الاتزان نحو النواتج، وزيادة الضغط بتقليل الحجم تزيحه نحو الجانب الذي فيه عدد مولات غاز أقل، ولا تتغير قيمة Keq في هذه الحالات.
• رفع درجة الحرارة يزيح الاتزان في اتجاه التفاعل الماص للحرارة ويغيّر قيمة Keq، أما المحفز فيسرّع الوصول إلى الاتزان دون أن يغيّر موضعه.

راجع صفحة ٩١ في الكتاب

3-3 استعمال ثوابت الاتزان

• يمكن حساب تركيز أي مادة عند الاتزان إذا عُرفت قيمة Keq وتراكيز المواد الأخرى، وذلك بإعادة ترتيب تعبير ثابت الاتزان.
• ثابت حاصل الذائبية Ksp هو ثابت الاتزان لذوبان مركب أيوني شحيح الذوبان، ويساوي حاصل ضرب تراكيز أيوناته كل منها مرفوع لأس يساوي معامله، وتدل قيمته الصغيرة على ذائبية قليلة.
• الأيون المشترك أيون يوجد في مركبين ذائبين في المحلول نفسه، ويؤدي وجوده إلى خفض ذائبية المركب الأيوني، وهذا ما يسمى تأثير الأيون المشترك، ويُتوقع الترسب بمقارنة الحاصل الأيوني Qsp بقيمة Ksp.

راجع صفحة ٩٨ في الكتاب

مثال محلول

في نظام متزن للتفاعل H2(g) + I2(g) ينتج 2HI(g) كانت التراكيز: [H2] = 0.10 M و [I2] = 0.20 M و [HI] = 1.0 M. احسب قيمة Keq وبيّن أي الجانبين مفضل.

1. نكتب تعبير ثابت الاتزان: Keq = [HI]² / ([H2][I2])، والأس ٢ لأن معامل HI في المعادلة ٢.
2. نعوّض: Keq = (1.0)² / (0.10 × 0.20) = 1.0 / 0.020.
3. نحسب: Keq = 50.
4. تحقق: 50 × 0.10 × 0.20 = 1.0 = (1.0)²، وبما أن Keq أكبر من ١ فالنواتج هي المفضلة عند الاتزان.

الإجابة: Keq = 50، والنواتج مفضلة عند الاتزان.