بحث عن العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
من العوامل المؤثرة في الاتزان
- الضغط
- التركيز
- درجة الحرارة
- اضافة غاز خامل
- المواد المحفزة
يوجد عدة نقاط يجب مراعاتها عند تنفيذ تفاعل كيميائي، والتوازن الكيميائي هو أهم هذه النقاط.
الاتزان الكيميائي
الاتزان الكيميائي هو حالة يصل إليها النظام الكيميائي حيث يكون هناك توازن أو استقرار كبير، مما يعني عدم حدوث أي تغييرات في التفاعلات الكيميائية داخل النظام أو في نسبة تركيز المواد، سواء كانت المواد موجودة داخل النظام أو خارجه.
الحالة الميكانيكية المتوازنة في النظام الكيميائي تحدث عندما تتساوى سرعة المواد المتفاعلة مع سرعة المواد الناتجة عن التفاعل الكيميائي.
النص الخاص بنظرية لوشاتلييه
في حالة تعرض النظام الكيميائي وهو في حالة الاتزان لأي تغيير في نوعه، فإن النظام الكيميائي سيتحرك في الاتجاه المعاكس لهذا التغيير، وذلك لتقليل تأثيره أو امتصاصه، ومن ثم إعادة تأسيس حالة جديدة من الاتزان الكيميائي مرة أخرى.
مفهوم ثابت الاتزان
يُعرف ثابت الاتزان كحالة تخص الاتزان الكيميائي، والتي تصل إليها عدد كبير من المواد الكيميائية المتفاعلة بشكل معاكس، وذلك عندما تكون سرعة التفاعل العكسي متساوية في القيمة مع سرعة التفاعل الأساسي.
– والقيمة الخاصة بها تكون كسرا البسط الخاص بها نتيجة ضرب تركيز المواد الناتجة عن التفاعل، وتركيز كل مادة منها يكون مرفوعا إلى أس يعادل معامل هذه المادة في المعادلة الموزونة الخاصة بالتفاعل، ويكون مقامه هو نتيجة ضرب تركيز المواد الداخلة في التفاعل، وتركيز كل مادة منها يكون مرفوعا إلى أس.
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
تؤثر العوامل التالية بشكل كبير ومباشر على العملية الكيميائية للتوازن:
أولا: تركيز المواد المتفاعلة
إذا حدث زيادة في تركيز أي مادة من المواد المتفاعلة أو المواد الناتجة عن التفاعل، فلن تؤثر على القيمة الثابتة لعملية الاتزان الكيميائي، ولكن إذا زاد تركيز أي مادة من تلك المواد المتفاعلة، فسيؤدي ذلك إلى نقص في تركيز المادة الأخرى.
عندما يتم إضافة مواد كيميائية إلى تفاعل كيميائي، يزيد ذلك من تركيز المواد الناتجة عن التفاعل، ووفقًا لقاعدة لوشاتيلييه، سيكون اتجاه التفاعل نحو الجانب الأيمن، وذلك بسبب زيادة تركيز إحدى المواد الموجودة في التفاعل الكيميائي.
ثانيا: درجة الحرارة
عند رفع درجة الحرارة في التفاعلات التي تمتص الحرارة، فإن التفاعل الكيميائي سينتقل إلى الاتجاه الآخر الذي يتم فيه امتصاص الحرارة. وهذا يحدث في التفاعلات الكيميائية التي يمتص فيها عامل التفاعل الأمامي الحرارة، وبالتالي يزيد ذلك من قيمة ثابت التوازن الكيميائي الخاص بالمواد المتفاعلة.
بالنسبة للتفاعلات التي يكون فيها عامل التفاعل الأمامي طاردا للحرارة، فذلك يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة. ونتيجة لذلك، يحدث تقليل في القيمة الخاصة بثابت الاتزان الكيميائي. وبالتأكيد، هذا سيؤثر على سرعة التفاعل الكيميائي، بسبب زيادة عدد التصادمات بشكل أساسي، مما يؤدي إلى زيادة في طاقة التصادم للمواد المشاركة في التفاعل الكيميائي.
ثالثا: عنصر الضغط
يعتبر الضغط من أهم العوامل التي تؤثر بشكل قوي وملحوظ على التوازن الكيميائي، ويعود ذلك إلى تأثير الضغط على حالة التوازن الكيميائي بالإضافة إلى الثابت الكيميائي والتفاعلات الكيميائية. وينتج عن هذه التفاعلات إنتاج غاز في الاتجاه الذي يتم فيه تقليل حجم النظام الكيميائي. أما بالنسبة للتفاعلات الكيميائية في المحلول، فعادة ما لا تتأثر بالضغط بشكل كبير.
رابعا: إضافة غاز خامل
عند إضافة أي نوع من الغازات الخاملة إلى التفاعل الكيميائي، لا يؤثر ذلك على الوضع الخاص بالتوازن الكيميائي بأي شكل من الأشكال، ولكن سيؤدي إلى زيادة في المعدل الخاص بالضغط الكلي داخل النظام الكيميائي.
خامسا: المواد المحفزة
في حال إضافة أي مادة محفزة إلى التفاعل الكيميائي، لا يؤثر ذلك على وضع الاتزان التفاعلي، ولا يحدث أي تغيير في درجة حرارة التفاعل الكيميائي.
الخصائص الخاصة بالاتزان الكيميائي
يحتوي الاتزان الكيميائي دائما على تفاعلين متضادين أو متعاكسين، ويجب أن يحدث التفاعلان بنفس السرعة حتى يتمكنا من التوصل إلى التوازن الكيميائي. يتميز الاتزان الكيميائي بأنه نشط باستمرار، وتسير التفاعلات الكيميائية تلقائيا نحو تحقيق الاتزان دون أي تدخل خارجي. وأي تغيير في الضغط أو درجة الحرارة أو تركيز مواد التفاعل يؤدي إلى اضطراب في الاتزان الكيميائي. والاتزان الكيميائي هو حالة تكون فيها خصائص المجموعة المتوازنة ثابتة مع مرور الوقت. وإذا تعرض الاتزان الكيميائي لتأثير خارجي، يقوم المجموعة بتغيير خصائصها لمقاومة تأثير هذا العامل الخارجي.