التفاعلات الانعكاسية والاتزان الكيميائي - الجزء الثاني من تلخيص الوحدة السابعة كيمياء ثاني ثانوي اليمن

اخذنا تلخيص الوحدة السابعة والتي تحمل العنوان سرعة التفاعلات الكيميائية والاتزان الكيميائي وفي هذا الجزء نستكمل تلخيص الوحدة السابعة يمكنك النقر على الرابط التالي لقراءة الجزء الاول من تلخيص الوحدة السابعة.

الجزء الاول تلخيص الوحدة السابعة كيمياء ثاني ثانوي اليمن

في هذا الجزء ستقرأ الآتي :

• التفاعلات الانعكاسية والاتزان الكيميائي . 
• الاتــزان الـدينـاميكــي . 
• قانون فعل الكتلة وثابت الاتزان . 
• العلاقة بين سرعة التفاعل وتركيز المواد المتفاعلة . 
• استنتاج ثابت الاتزان الكيميائي . 
• الاتزان الكيميائي والحسابات الكيميائية . 
• أهمية ثابت الاتزان . 
• قـاعــدة لـوشـايتليــه . 
• أثر التغير في التركيز . 
• أثر التغير في الضغط على حالة الاتزان . 
• أثر التغير في درجة الحرارة على حالة الاتزان . 
• أثر وجود الحفاز على حالة الاتزان . 
• تحميل اجابات اسئلة تقويم الوحدة السابعة . ستجد الرابط اخر الدرس 

التفاعلات الانعكاسية والاتزان الكيميائي :

• تعرفنا سابقاً على التفاعلات الانعكاسية والتفاعلات الغير انعكاسية والآن سوف نتعرف على العلاقة بين التفاعلات الانعكاسية والاتزان الكيميائية.
• عند بدء التفاعل فإن تركيز المواد المتفاعلة يقل وفي نفس الوقت يزداد تركيز المواد الناتجة وبعد فترة زمنية فإن تركيز المواد المتفاعلة وتركيز المواد الناتجة يظل ثابتاً مع تغير الزمن. 
• عند بداية التفاعل تكون سرعة التفاعل الكيميائي العكسي مساوية صفر وذلك لعدم وجود أي نواتج بينما تكون سرعة التفاعل الطردي كبيرة. 
• عند استمرار التفاعل وزيادة تركيز المواد الناتجة يحدث زيادة في سرعة التفاعل العكس يقابله نقصان في سرعة التفاعل الطردي وتستمر هذه الحالة إلى أن يتساوى سرعة التفاعل الطردي مع العكس ويصل النظام 
• إلى حالة اتزان كيميائي ديناميكي طالما بقى النظام مغلقاً وبعيداً 
• عن المؤثرات الخارجية. 

س/ هل يتوقف التفاعل عندما يكون النظام في حالة اتزان كيميائي ديناميكي ؟

ج/ لا يتوقف التفاعل ولكن تتحد المواد المتفاعلة بصفة مستمرة لتكوين النواتج وفي نفس الوقت وبنفس سرعة التفاعل تتفاعل المواد الناتجة لتكوين المواد المتفاعلة.
ملحوظة هامة:

• في حالة الاتزان الكيميائي الديناميكي يكون : 

سرعة التفاعل الطردي = سرعة التفاعل العكسي 

سرعة تكوين النواتج = سرعة تكوين المتفاعلات 

• مما سبق نتعرف على : الاتــزان الـدينـاميكــي :" هو حالة النظام عندما تثبت تراكيز المواد المتفاعلة والمواد الناتجة وتكون سرعة التفاعل الطردي مساوية لسرعة التفاعل العكسي دون توقف للتفاعل ". 

شروط حدوث الاتزان :

1.  أن يتم التفاعل في إناء مقفل تماماً. 
2. لا يجب إضافة أو أخذ أي مادة من وسط التفاعل. 
3.  منع حدوث أي تغيير في درجة الحرارة. 
4.  منع حدوث أي تغيير في الضغط. 

قانون فعل الكتلة وثابت الاتزان :

نص القانون قانون فعل الكتلة : " عند ثبوت درجة الحرارة فإن سرعة التفاعل الكيميائي تتناسب طردياً مع الكتل الفعالة للمواد المتفاعلة كل مرفوع إلى أس يساوي عدد المولات الموضوعة أمام كل مادة في المعادلة الكيميائية الموزونة ".

العلاقة بين سرعة التفاعل وتركيز المواد المتفاعلة :
عند ثبوت درجة الحرارة تتناسب سرعة التفاعل الكيميائي تناسباً طردياً مع حاصل ضرب تركيز المواد المتفاعلة.
أي أن سرعة التفاعل : ثابت × تركيز المواد المتفاعلة

استنتاج ثابت الاتزان الكيميائي

• في التفاعل الانعكاس الآتي :- 

• حيث يمكن تجزئة هذا التفاعل إلى تفاعلين (طردي، عكسي) 

           تفاعل طردي 

           تفاعل عكسي 

• عند الوصول إلى حالة الاتزان : 

           سرعة التفاعل الطردي = سرعة التفاعل العكسي

• أي أن ثابت الاتزان هو النسبة بين تركيز المواد الناتجة إلى تركيز المواد المتفاعلة. 

ملحوظة هامة :

• لا يظهر تركيز المادة الصلبة أو السائلة النقية في علاقة ثابت الاتزان، وذلك لأن تركيز المادة النقية لا يتغير بتغير درجة الحرارة ولكن ما يظهر هو (تركيز الغاز والمحلول فقط). 

الاتزان الكيميائي والحسابات الكيميائية :

سبق لك التعرف على ثابت الاتزان وطريقة كتابة العلاقة الرياضية المعربة عنه، ويمكن استنتاج المعادلة الكيميائية المعبرة عن التفاعل إذا علم ثابت الاتزان لهذا التفاعل، وذلك على النحو الآتي :
مثال :

إذا علمت أن ثابت الاتزان لأحد التفاعلات هو كما في الصورة التالية

فما هي معادلة التفاعل التي يعبر عنها ثابت الاتزان ؟
الحل::

• من خلال ثابت الاتزان يتضح أن مولاً واحداً من الهيدروجين قد تفاعل مع مولاً من غاز الكلور ونتج عن هذا التفاعل 2 مول من كلوريد الهيدروجين، لذلك فإن معادلة التفاعل تكتب على النحو الآتي :

مثال آخر : إذا علمت أن ثابت الاتزان عند درجة حرارة محددة هو 62 للتفاعل الموضح في الصورة التالية :

وذلك عندما كان تركيز 0.25 M = I2، وتركيز 0.20 M = H2، فأوجد تركيز HI.
المعطيات : 

62 = Keq و 0.20 M = [H2] و 0.25 M = [I2] 

وبالتعويض عن هذه القيم في معادلة الاتزان ينتج كما هو مبين في الصورة التالية

أهمية ثابت الاتزان :

1. التنبؤ بتأثير التغير في درجة الحرارة أو الضغط أو التركيز على التفاعل المتزن. 
2. التنبؤ بإمكانية تحضير مواد معينة. 

العوامل المؤثرة على حالة الاتزان الكيميائي للتفاعلات العكسية :

قـاعــدة لـوشـايتليــه : (1885م) : " إذا حدث تغير في أحد العوامل المؤثرة على نظام متزن مثل درجة الحرارة أو التركيز أو الضغط فإن هذا النظام سيتجه لتعديل موضع اتزانه بحيث يلغي تأثير هذا التغير إلى أقصى حد ممكن ". 

لتطبيق هذه القاعدة يمكن مناقشة أثر التغير في التركيز ودرجة الحرارة والضغط والعوامل الحفازة على حالة الاتزان للتفاعلات الانعكاسية. 

• 1) أثر التغير في التركيز : عند زيادة تركيز أحد المتفاعلات أو عند نقصان تركيز أحد النواتج فإن النظام سيتجه لتعديل موضع اتزانه بحيث يلغي تأثير هذا التغير فتزداد سرعة التفاعل الطردي أي في اتجاه تكوين النواتج. 

المثال الاول :

• عند تفاعل جزيء غاز النيتروجين مع ثلاث جزيئات من غاز الهيدروجين  ليعطي "2" جزيء من غاز النشادر. كما في الصورة التالية 

• عند زيادة تركيز غاز النيتروجين فإن حالة الاتزان تنزاح جهة اليمين نحو تكوين جزيئات جديدة من غاز النشادر وبالتالي يؤدي ذلك إلى استهلاك غاز الهيدروجين ونسبة من غاز النيتروجين وهذا يدل على أن سرعة التفاعل الطردي تزداد مقارنة بسرعة التفاعل العكسي وهذا أيضاً ما يحدث عندما يقل تركيز النشادر فإن التفاعل يتجة نحو تكوين النشادر في الاتجاه الطردي. 

المثال الثاني :

لو تساءلنا ما أثر زيادة تركيز الكلور في التفاعل الموضح في الصورة التالية

وما أثر زيادة تركيز كلوريد الهيدروجين ؟
وللإجابة عن هذا السؤال نقول

• عند زيادة تركيز الكلور فإن حالة الاتزان تنزاح جهة اليمين نحو تكوين (HCl) واستهلاك (H2)، (Cl2). 
• بينما عند زيادة تركيز (HCl) فإن حالة الاتزان تنزاح جهة اليسار نحو تكوين (Cl2)، (H2)، لأن سرعة التفاعلات العكس تزداد مقارنة بسرعة التفاعل الطردي. 

• 2)  أثر التغير في الضغط على حالة الاتزان :عند زيادة الضغط فإن ذلك يؤدي إلى إنتاج المواد التي تشغل حجماً أقل (عدد مولات أقل) وعند نقصان الضغط فإن ذلك يؤدي إلى إنتاج المواد التي تشغل حجماً أكبر ( عدد مولات أكبر). 

مثال 

• لا حظ التفاعل في الصورة التالية 

• نلاحظ أن المتفاعلات تتكون من أربع مولات (مول نيتروجين وثلاث مولات هيدروجين) بينما النواتج تتكون من مولين من النشادر. 
• عند زيادة الضغط فإن التفاعل يتجه نحو الحجم الأقل أي نحو تكوين النشادر عند نقصان الضغط فإن التفاعل يتجه نحو الحجم الأكبر أي نحو تكوين الهيدروجين والنيتروجين. 

ملحوظة هامة : 

مثال : ما أثر زيادة الضغط في نظام الاتزان الكيميائي الموضح بالصورة التالية

الــحــــــل :

• في المعادلة الأولى يتجه التفاعل نحو تكوين غاز الأوزون [علل]؟ 
• في المعادلة الثانية لا يتأثر الاتزان. [علل]؟ 

س/ ما أثر نقصان الضغط على التفاعلين السابقين ؟

• [3] أثر التغير في درجة الحرارة على حالة الاتزان : جميع التفاعلات الكيميائية تكون إما طاردة للحرارة أو ماصة لها وفقاً لقاعدة لوشاتيلية فإنه عند رفع درجة حرارة التفاعل المتزن يقوم النظام بتعديل حالة الاتزان في الاتجاه الذي يساعد على امتصاص حرارة. 

أ- في حالة التفاعلات الطاردة للحرارة :

• نجد كلمة حرارة أو heat أو Energ ضمن النواتج. 
• عند رفع درجة الحرارة يتجه التفاعل نحو تكوين المتفاعلات. 
• عند خفض درجة الحرارة يتجه التفاعل نحو تكوين النواتج. 

• عند رفع درجة الحرارة يتجه التفاعل نحو تكوين أول أكسيد الكربون والهيدروجين. 
• عند خفض درجة الحرارة يتجه التفاعل نحو تكوين الميثانول (CH3OH). 

ب- في حالة التفاعلات الماصة للحرارة :

• نجد كلمة حرارة أو heat أو Energy من المتفاعلات. 
• عند رفع درجة الحرارة يتجه التفاعل نحو تكوين النواتج. 
• عند خفض درجة الحرارة يتجه التفاعل نحو تكوين المتفاعلات. 

• عند رفع درجة الحرارة يتجه التفاعل نحو تكوين غازي الأكسجين وأول أكسيد الكربون. 
• عند خفض درجة الحرارة يتجه التفاعل نحو تكوين غاز ثاني أكسيد الكربون. 

• [4] أثر وجود الحفاز على حالة الاتزان : العامل الحفاز يعمل على زيادة سرعة كلاً من التفاعل الطردي والتفاعل العكسي بقدر متساوي فهو لا يقوم بزيادة سرعة أيِّ من التفاعلين الطردي والعكسي على حساب الآخر. 

س/ علل : العامل الحفاز لا يؤثر على حالة الاتزان ؟ ج/ لأنه يزيد من سرعة التفاعلين الطردي والعكسي بقدر متساوي. 

اخيرا اجابات تقويم الوحدة السابعة كيمياء ثاني ثانوي اليمن 

اضغط للتحميل

في غاية الرجاء ممنوع النقل بدون ذكر المصدر