فسر كيف يستجيب النظام في حالة الاتزان للجهد
فسر كيف يستجيب النظام في حالة الاتزان للجهد ؟، واحد من الأسئلة التي يبحث عنها طلاب مادة الكيمياء في درس الاتزان الكيميائي، وفي هذا المقال من موقع اقرا سنجيب على السؤال بعدما نوضح مفهوم الاتزان الكيميائي، ونعرف ما هي المؤثرات الخارجية التي تؤثر على عملية الاتزان.
ما هو الاتزان الكيميائي
الاتزان الكيميائي هو الحالة التي لا يحدث فيها تغيرات بالنسبة للتفاعلات الكيميائية أو لتراكيز المواد المتفاعلة والمواد الناتجة، مما يعني عدم وجود تغير ملحوظ في النظام الكيميائي بعد فترة زمنية، ويمكن تعريفه ايضاً بأنه حالة يصل لها التفاعل الكيميائي عندها تكون سرعة التفاعل الكيميائي الأمامي تساوي سرعة التفاعل العكسي، وهذا لا يعني أن سرعة التفاعل أصبحت تساوي صفرا وإنما فقط تكون سرعة التفاعل في الاتجاه المباشر مساوية لسرعة التفاعل العكسي، حيث تتفاعل المنتجات بمجرد تكوينها لإنتاج المواد المتفاعلة الأصلية، وفي حالة التوازن، يستمر التفاعلان المتعارضان بمعدلات أو سرعات متساوية، وبالتالي لا يوجد تغييرات في كميات المواد المعنية. [1]
فسر كيف يستجيب النظام في حالة الاتزان للجهد
يمكن استخدام مبدأ لوتشاتليه للتنبؤ بسلوك النظام؛ بسبب التغيرات في الضغط أو درجة الحرارة أو التركيز، ويشير مبدأ لوتشاتليه إلى أن إضافة الحرارة إلى تفاعل ما سوف يفضل الاتجاه الماص للحرارة عن التفاعل؛ لأن هذا يقلل من كمية الحرارة المنتجة في النظام، وستؤدي زيادة تركيز المواد المتفاعلة إلى دفع التفاعل إلى اليمين جانب المنتجات.
بينما تؤدي زيادة تركيز المنتجات إلى دفع التفاعل إلى اليسار وهو جانب المتفاعلات، ويستجيب النظام في حالة الاتزان للجهد عندما يتم تغيير أي عامل من العوامل الموجودة في هذا النظام، وتختلف نقطة الاتزان حيث يزاح النظام في الاتجاه الذي يخفف من أثر هذا التغير في العوامل المؤثرة في النظام وهي الحجم والضغط والحرارة والتركيز، وهذا المبدأ هو مبدأ لوتشاتلييه، والذي ينص على أنه إذا ما بذل جهداً على النظام المتزن، فذلك يؤدي حتماً لإزاحة النظام في اتجاه تغيير أثر الجهد المبذول.[2]
العوامل التي تؤثر في الاتزان الكيميائي
مبدأ لوتشاتليه هو ملاحظات حول التوازن الكيميائي للتفاعلات، وتنص على أن التغيرات في العوامل للنظام ستؤدي إلى تغييرات متوقعة ومتعارضة في النظام من أجل تحقيق حالة توازن جديدة، وهذه التغيرات هي:[3]
- التغييرات في التركيزوفقاً لمبدأ لوتشاتليه فإن إضافة مادة متفاعلة إضافية إلى النظام ستؤدي إلى تحويل التوازن إلى اليمين جانب المنتجات، وبنفس المنطق فإن تقليل تركيز أي منتج سيؤدي أيضاً إلى تحويل التوازن إلى اليمين، والعكس صحيح أيضا فإذا أضفنا منتجاً إضافياً إلى نظام ما، فسيتحول التوازن إلى اليسار جانب المتفاعلات، من أجل إنتاج المزيد من المواد المتفاعلة، أو إذا أزلنا المواد المتفاعلة من النظام، فسينتقل التوازن أيضاً إلى اليسار.
- التغييرات في الضغطسيؤدي التغيير في الضغط أو الحجم إلى محاولة استعادة التوازن عن طريق إنشاء عدد أكبر أو أقل من مولات الغاز، وعلى سبيل المثال إذا زاد الضغط في نظام ما، أو انخفض الحجم، فسوف يتحول التوازن لصالح جانب التفاعل الذي يتضمن عدداً أقل من مولات الغاز، وبالمثل أيضا إذا زاد حجم النظام، أو انخفض الضغط، فسيتم تفضيل إنتاج مولات إضافية من الغاز، وأيضا إذا أردنا زيادة الضغط عن طريق تقليل الحجم، فسيتحول التوازن إلى اليمين جانب المنتجات، معاكسة لزيادة الضغط عن طريق التحول إلى الجانب مع عدد أقل من مولات الغاز التي تمارس ضغطاً أقل.
- التغييرات في درجة الحرارةتأثير درجة الحرارة على التوازن له علاقة بحرارة التفاعل، حيث إنه بالنسبة للتفاعل الماص للحرارة، يتم امتصاص الحرارة في التفاعل، ويمكننا تصور الحرارة على أنها مادة متفاعلة، وبالنسبة لرد فعل طارد للحرارة، فإن الوضع هو عكس ذلك تماماً، حيث يتم إطلاق الحرارة في التفاعل، لذا فإن الحرارة هي منتج.
وختاماً في هذا المقال، نكون قد فسرنا كيف يستجيب النظام في حالة الاتزان للجهد، وشرحنا معنى الاتزان الكيميائي ومبدأ لوتشاتليه، كما وذكرنا أهم العوامل التي تؤثر في الاتزان الكيميائي.
