هناك العديد من العوامل التي تؤثر على التوازن الكيميائي ، لكن وجود نظام مستقر لا يؤثر على تركيز المواد المتفاعلة ونتائج التفاعل ، لذلك فهو لا يؤثر على التفاعل نفسه. ومع ذلك تكمن أهميته في حقيقة أنه يؤثر على كمية المواد المستخدمة ولكنه مؤقت لأن هذه العوامل تسبب اختلالات ثم يميل النظام إلى الاستقرار مرة أخرى اتبع أهم المعلومات الموجودة على الموقع. شاهد..
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
العوامل المؤثرة في التوازن الكيميائي
هناك العديد من العوامل التي تؤثر على التوازن الكيميائي ، والتي يمكن سردها في شكل النقاط التالية:
- تركيز.
- درجة الحرارة.
- الضغط.
- غاز خامل.
- تنشيط.
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
توضيح
بافتراض أن كلاً من H2 و CO هما منتجان ثانويان للعملية الصناعية وأنه يمكن دمجهما للحصول على الميثان CH4 كوقود ، عند وضع كلا الغازين في حاوية مغلقة عند درجة حرارة 1200 كلفن ، سأفعل. حادثة:
- يصل التفاعل الطارد للحرارة إلى التوازن وينتج الميثان والماء والحرارة.
- تركيز الميثان الناتج منخفض جدًا بحيث لا يمكن استخدامه عمليًا.
- يسعى علماء الكيمياء إلى التحكم في وضع التوازن والحصول عمليًا على كميات كبيرة من الميثان من خلال التحكم في العوامل التي تؤثر على التوازن الكيميائي.
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
لمزيد من المعلومات حول التوازن الكيميائي ، يمكنك أن ترى:العوامل المؤثرة في معدل التفاعلات الكيميائية ، قوانينها وتفاصيلها
عامل التركيز
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
تعتبر التغييرات في تركيز كل تفاعل ومنتج أحد العوامل التي تؤثر على التوازن الكيميائي ، لكنها لا تؤثر على قيمة ثابت التوازن ، أو مفهومه من نظرية الاصطدام. هذا يفسر كالتالي.
نظرًا لأن عدد الاصطدامات والاصطدامات بين الجسيمات المتفاعلة يعتمد على التركيز ، يمكن تغيير تركيز أحد المواد المتفاعلة بإضافة كمية أكبر ، مما يؤثر على تركيز مادة أخرى عن طريق التناقص. في طرفي المعادلة.
على سبيل المثال ، يتم الحصول على الميثان عن طريق تقليل كمية الماء التي يتم إنتاجها عن طريق تطبيق أو امتصاص مادة مجففة في الماء ، لذلك يتسبب الميثان في تدفق التفاعل في اتجاه يزيد من إنتاج الماء.
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
التغييرات في الحجم والضغط
هذا هو العامل الثاني الذي يؤثر على التوازن الكيميائي وثابت التوازن عن طريق زيادة الضغط بسبب الزيادة في الحجم ، لذلك عندما يتولد الغاز ، يميل التفاعل إلى تقليل حجم النظام. ..
بالنسبة للتفاعلات التي تنتج أو تدور المحاليل ، فإن الضغط عادة لا يؤثر عليها كما يلي:
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
- يمكن تغيير حجم وعاء التفاعل لإنتاج الميثان. عند استخدام المكبس ، يؤدي تحريك المكبس إلى الوعاء إلى تقليل حجمه ، وفي درجات حرارة ثابتة ، يزيد الضغط نتيجة للتغيرات في التركيز. من التفاعل والغاز الناتج.
- تؤدي زيادة الضغط إلى تحويل التفاعل إلى اليمين ، نحو المنتج ، وبالتالي زيادة كمية الميثان.
- يعتمد الضغط الناتج على عدد جزيئات الغاز التي تصطدم أثناء التفاعل مع جدار الوعاء الدموي. كلما زاد الرقم نتيجة لزيادة كمية الغاز ، زاد الضغط وانخفض الرقم. وفقًا لمبدأ Le Chatelier ، فإن الضغط منخفض.
- يتم تنفيذ عملية الموازنة عن طريق خفض جهد النظام ، وبالتالي يكون ارتفاع الضغط في اتجاه الشامات السفلية.
- إذا تساوى عدد مولات الغاز في طرفي التفاعل ، فإن التغيرات في الحجم والضغط لا تؤثر على التوازن.
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
اقرأ أدناه واتبع أهم التفاصيل حول التوازن الكيميائي.العوامل المؤثرة في معدل التفاعلات الكيميائية
درجة الحرارة
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
يُعتقد أن هذا هو العامل الثالث الذي يؤثر على التوازن الكيميائي ، لكن تأثيره يعتمد على نوع التفاعل (طارد للحرارة أو ماص للحرارة):
- التفاعل الماص للحرارة هو تفاعل يتطلب طاقة أكبر من الطاقة التي تعطيها المادة الناتجة عن التفاعل لكسر روابط المواد المتفاعلة.
- لأنه يمتص الحرارة المطلوبة من البيئة المحيطة ويمكن أن يحدث التفاعل فقط هناك.
- من أجل الوصول إلى حالة التوازن التي فقدها النظام عند تطبيق كمية معينة من الحرارة على النظام ، يتم توجيه التفاعل في الاتجاه الذي يبدد النظام أو يستهلك الحرارة وفقًا لمبدأ Lucha اللاحق.
- نظرًا لأن التفاعل الطارد للحرارة هو تفاعل يولد حرارة ، مثل تفاعل بين أول أكسيد الكربون والهيدروجين ، فإن التفاعل المسبق يكون طاردًا للحرارة ويكون التفاعل العكسي ماصًا للحرارة.
- مع ارتفاع درجة الحرارة ، ينتقل التفاعل إلى اليسار ويتم طرده ، مما يقلل غاز الميثان ويطلب منه زيادته عن طريق تقليل الحرارة المتولدة أو استخدامه للعودة إلى التفاعل.
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
توازن ثابت
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
يتغير استجابة للتغيرات في درجة الحرارة ، وتختلف القيمة في التفاعل الأمامي عن القيمة في الاتجاه العكسي ، وعن مفهوم ثابت التوازن ، تكون القيمة في التفاعل الأمامي لإنتاج الميثان على النحو التالي.
- K1 =[CO][3H2]÷[CH4][H2O]
- في رد الفعل العكسي ، القيمة هي
- K2 =[CH4][H2O]÷[CO][3H2]
- هنا ، يمكن ملاحظة أن العلاقة بين درجة الحرارة وثابت التوازن في التفاعل الطارد للحرارة هي عكس ذلك ، والعلاقة الماصة للحرارة هي القذف.
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
يمكنك إثراء معرفتك ومعرفة المزيد: أهمية الهندسة الكيميائية في حياتنا
المواد الحفازة
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
أحد العوامل التي تؤثر على التوازن الكيميائي هو إضافة هذه المواد. وذلك لأن هذه المواد تزيد من معدل التفاعل في كلا الاتجاهين بالتساوي.
هذا يمنع النظام من الوصول إلى التوازن بشكل أسرع دون تغيير كمية المنتج ، مما يجعل من المستحيل تطبيق مبدأ Lechatillier وليس عاملًا يؤثر على التوازن الكيميائي بالمعنى العملي.
غاز خامل
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
يجب القول أنه لا يعتبر أحد التأثيرات الرئيسية على التوازن الكيميائي لأنه يقوم على زيادة الضغط على المواد المتفاعلة والمنتجات بنفس المقدار ولا يؤثر على التوازن.
ومع ذلك ، لا يمكن القيام به إلا إذا كان يؤثر على أحد المواد المتفاعلة أو التفاعل بشكل فردي.
ما هو مبدأ Le Chatelier؟
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
اكتشفه عالم فرنسي يُدعى هنري روشا تيلي وعالم آخر يدعى كارل فرديناند براون ، اكتشفه بشكل منفصل ، لكنه عُرف باسم لو شاتيلير. إنه أكثر إنتاجية في رد الفعل.
“إذا حدث تغيير في النظام فيما يتعلق بالتوازن ، فإنه يؤدي إلى إزاحة النظام في الاتجاه المعاكس لهذا التغيير ، بحيث يمتصه النظام أو يقلل من تأثيره ويستعيد التوازن.”
مفهوم التوازن الكيميائي
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
عندما يحدث تفاعل كيميائي تلقائيًا في وسط حر ، يتغير تركيز كل من المادة المتفاعلة والمنتج ، وتنخفض الطاقة الحرة وتقل في النهاية ، ويكون النظام في حالة توازن ، ويكون التركيز ثابتًا ، وأنا أفهم هذا. بالإضافة إلى:
- إن معدل تكوين المواد المتفاعلة من المنتج قريب من معدل تكوين المنتج من المواد المتفاعلة ، متبوعًا بالمعدل نفسه عند حدوث تفاعلات أمامية وعكسية وتكون في حالة توازن عند تركيز ثابت.
- التوازن الكيميائي هو التوازن الديناميكي للوسط الذي يكون التفاعل فيه مستقرًا ، بمعنى أنه لا يتم ملاحظة التغييرات بمرور الوقت لأن تركيزات كل من التفاعل والمنتج ثابتة.
- من المهم معرفة أن أنظمة التفاعل تميل إلى الموازنة تلقائيًا ، وأن التوازن الكيميائي هو شرط أساسي للحفاظ على التوازن الديناميكي الحراري وهو مكلف بتطبيق قانون الحفاظ على الطاقة.
- يشار إلى التوازن الكيميائي بواسطة سهمين عكسيين بين التفاعل والمنتج.
- يمكن التعبير عن ذلك بالصيغة التالية.
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
(R1 = K1 [A] أ [B] ب R1)
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
من ناحية أخرى:
- R1 هو معدل التفاعل.
- K1 هو ثابت التوازن.
- [A] التركيز المولي الأول.
- [B] التركيز المولي الثاني.
- أ هي القوة و ب هي القوة.
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
أنواع التوازن الكيميائي
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
يمكن تقسيمها إلى نوعين:
توازن ثابت
- يتميز بعدم حدوث أي شيء والتغيرات على المستوى العياني أو الجزيئي لكل من التفاعلات والمنتجات.
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
توازن ديناميكي
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
- لها ميزة أنها لا تتغير على مستوى العين ، ولكنها تتغير بنشاط على المستوى الجزيئي.
- على سبيل المثال ، يكون الماء في حالة السائل الغازي مستقرًا عند النظر إليه ، لذلك لا يوجد تغيير مرئي في السوائل مثل البحار والأنهار بمرور الوقت.
- ومع ذلك ، بين الجزيئات ، تحدث التغييرات عندما تتبخر وتتحول من سائل إلى غاز ، ثم عندما تتكثف وتتحول من غاز إلى سائل ، مما يمثل حالة من التوازن الديناميكي.
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
التوازن هو أحد السمات المميزة لنظام الحياة ، حيث يخرجه من حالته إلى الاضطراب من خلال التغيرات والعوامل التي تؤثر عليه ، كما في حالة الأرض عندما جاء الناس إليها. وكانوا عملاء التغيير الرئيسيين.
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
التوازن الكيميائي هو أحد أنواع التوازن الموجود في الكون ، وقد تم البحث عن حب المعرفة البشرية لمعرفة العوامل التي تؤثر عليه. التوازن الكيميائي..
عندئذٍ يمكن للمرء إعادة بناء الأرض والاستفادة من صلاحها ، والاستفادة منها ، ولأن الله خلق كل شيء للحكمة وجعل فيها الحكمة أعظم.