الباب السابع الاتزان الكيميائى

الباب السابع الاتزان الكيميائى

النظام المتزن

هو نظام ساكن على المستوى المرئى وديناميكى على المستوى الغير مرئى

· عند تسخين كمية من الماء فى اناء مغلق يتصاعد بخار فيكون معدل التبخير هى الصفة السائدة ويزداد الضغط البخارى ( وهو ضغط بخار الماء الموجود فى الهواء الجوى فى درجة حرارة معينة )

· ويستمر التبخيرحتى يتساوى الضغط البخارى مع ضغط بخار الماء المشبع ( وهو اقصى ضغط لبخار الماء الموجود فى الهواء الجوى عند درجة حرارة معينة )

· تحدث حالة اتزان بين سرعة التبخير وسرعة التكثيف

ماء (سائل) ^تبخير ماء ( بخار )

^تكثيف

انواع التفاعلات الكيميائية

v تفاعلات تامة ( غير انعكاسية ) تفاعلات تسير فى اتحاة واحد لتكوين نواتج فقط ويصاحبة تصاعد غازات او ابخرة او تكوين راسب .
1. NaCl + AgNO₃ NaNO₃ + Ag Cl

2. Mg + 2HCl MgCl₂ + H₂

v تفاعلات انعكاسية ( غير تامة ) تفاعلات تسير فى اتجاهين الطردى والعكسى

(المواد المتفاعلة والناتجة تكون موجودة باستمرار فى حيز التفاعل)

CH₃COOH +C₂H₅OH CH₃COOC₂H₅ + H₂O

اذا اختبرنا المحلول باضافة قطرات من عباد الشمس الزرقاء نجدها تحمربالرغم ان النواتج مواد متعادلة

دليل على وجودجزء من الحمض فى حيز التفاعل .
الاتزان الكيميائى

1- يحدث فى التفاعلات الانعكاسية

2- نظام ديناميكى

3- يحدث عندما يتساوى معدل التفاعل الطردى مع معدل التفاعل العكسى .

ويظل الاتزان قائم طالما المواد المتفاعلة والناتجة موجودة فى وسط التفاعل ومادامت ظروف التفاعل مثل الضغط ودرجة الحرارة وعدم تغير تركيز احدهما .

معدل التفاعل

هو مقدار التغير فى تركيز المواد المتفاعلة ( مول / لتر) فى وحدة الزمن( دقائق – ثانية )

وتسمى التفاعلات التى تنتهى فى وقت قصير بتفاعلات لحظية – ومنها ماهو بطئ مثل تفاعل التصبن وهو تفاعل الصودا الكاوية مع الزيوت ومنها البطئ جدا مثل صدا الحديد يحدث فى شهور عديدة .

العوامل التى تؤثر على معدل(سرعة) التفاعل الكيميائى:-

- 1طبيعة المواد المتفاعلة

تتوقف على

1- نوع الروابط فى المواد المتفاعلة تفاعلات المركبات الايونية سريعة لحظية لانها تتم بين الايونات مثل تفاعل كلوريد الصوديوم مع نترات الفضة بينما التفاعلات بين المركبات التساهمية بطيئة لانها تتم بين الجزيئات .

2- مساحة السطح المعرض للتفاعل

كلما زادت مساحة السطح المعرض للتفاعل بين المواد المتفاعله ( بالتجزأه – الطحن ) زاد معدل اى اسرع

- 2 تركيز المواد المتفاعلة

كلما زاد تركيز ( عدد جزيئات ) المواد المتفاعلة كلما زادت فرص تصادمها فيزداد سرعة التفاعل .

قانون فعل الكتلة( جولد برج وفاج )

** عند ثبوت درجة الحرارة تتناسب سرعة التفاعل الكيميائى تناسب طرديا مع حاصل ضرب التركيزات الجزيئية للمواد المتفاعلة مرفوعا لاس يساوى عدد الجزيئات او الايونات فى معادلة التفاعل موزونة**

تطبيق قانون فعل الكتلة

عند اضافة محلول كلوريد حديدIII تدريجيالمحلول ثيوسيانات البوتاسيوم يتكون لون احمر دموى لتكوين ثيوسيانات حديدIII كما تبين المعادلة التالية .

FeCl₃ + 3NH₄SCN D Fe(SCN)₃ + 3NH₄Cl

لون احمر عديم اللون اصفر باهت

وباضافة المزيد من كلوريد حديد III يزداد المحلول احمرارا مما يدل على زيادة تركيز ثيوسيانات الحديدIII

ونصل لحالة الاتزان عندما يتساوى معدل الطردى r₁مع معدل التفاعل العكسى r₂

r ₁_a [ FeCl₃] [ NH₄SCN] ³

r _{1 =}k₁ [ FeCl₃] [ NH₄SCN]³ سرعة التفاعل الامامى

r ₂_a [ Fe(SCN)3] [ NH₄CI]³

r _{2 =}k₂ [ Fe(SCN)3] [ NH₄CI]³ سرعة التفاعل العكسى

ولكن عند الاتزان يتساوى معدل التفاعلين r ₂ r _{1 =}

[Fe(SCN)3] [ NH₄CI]³ k₂= k₁ [ FeCl₃] [ NH4SCN]³ \

k₁[ Fe(SCN)3] [ NH₄CI]³

kc = ————————— =——

k₂[ FeCl₃] [ NH₄SCN]³

يسمى kc بثابت الاتزان

مثال احسب ثابت الاتزان للتفاعل I₂ + H₂ D 2HI

علما بان تركيزات اليود والهيدروجين ويوديد الهيدروجين عند الاتزان هو 0.221، 0.221، 1.563

[HI]² ² ] 1.563 [

ثابت الاتزان kc = ———— = —————— = 50

[H₂] [I₂] 0.221× 0.221

ملاحظــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــات

1- اذا كانت قيمة ثابت الاتزان اقل من الواحد الصحيح يدل على ان التفاعل انعكس هو السائد مثال ذوبان كلوريد الفضة فى الماء AgCl D Ag ⁺ + Cl ^-

Kc = [ Ag ] [Cl ] = 1.7 x 10^-10

2- قيمة kc فى التفاعل السابق يدل على عدم قابلية ذوبان كلوريد الفضة فى الماء .

3- اذا كانت قيمة ثابت الاتزان كبيرة يدل على ان التفاعل يسير لنهايتة اى ا لتفاعل ا لطردى هو السائد مثال تفاعل الكلور مع الهيدروجين

Cl₂ +H₂ 2HCl , Kc =4.4 x10 ³²

4- لايكتب تركيز الماء او اى مذيب او المواد الصلبة او الرواسب فى معادلة حساب ثابت الاتزان لان قيمتها ثابتة لاتتغير بدرجة ملموسة .

- 3تاثير درجة الحرارة على سرعة التفاعل

لحدوث التفاعل الكيميائى يشترط ان تصطدم جزيئات المواد المتفاعلة بحيث تكون هذه الجزيئات تمتلك طاقه ورفع درجة الحرارة يزيد من تلك التصادمات الفعالة .

طاقة التنشيط :- الحد الادنى من الطاقة التى يجب ان يمتلكها الجزئ لاتمام التفاعل عند الاصطدام

الجزيئات المنشطة :- هى الجزيئات ذات الطاقة الحركية المساوية لطاقة التنشيط او تفوقها .

بزيادة درجة الحرارة يزداد معدل التفاعل لزيادة نسبة الجزيئات المنشطة

تجربة لايضاح اثر الحرارة على سرعة التفاعل المتزن

عندوضع دورق مغلق به غاز ثانى اكسيد النيتروجين بلونه البنى المحمر فى اناء به ثلج مجروش نلاحظ زوال اللون تدريجيا وعند عودته لدرجة حرارته الاولية يعود اللون . 2NO₂ D N₂O₄ + heat
عديم اللون بنى محمر

نستنتج انه بازاحة الحرارة من تفاعل متزن ينشط التفاعل فى الاتجاه الطردى الذى ينتج فيه حرارة

» الباب السابع
» تابع الباب السابع
» تابع الباب السابع
» مراجعة هامة جدا من الباب الاول وحتى الباب الثامن
» الدرس السابع : أركان الصلاة