ما هو التوازن الكيميائي؟

في جسم الإنسان ، التوازن الخاص بك هو إحساس الجسم بالموقع والحركة بما في ذلك إحساسك بالتوازن. المصطلح الكيميائي للتوازن مشابه في الطبيعة. التوازن الكيميائي ، المعروف أيضًا باسم تفاعل الحالة المستقرة ، هو عندما لا يكون هناك تغيير إضافي في تفاعل كيميائي لتركيز المواد المتفاعلة أو المنتجات. هذا لا يعني أن التفاعل قد توقف عن الحدوث ، ولكن أن التكوين واستهلاك المواد في حالة متوازنة دون مزيد من التغيير.

ينص قانون التوازن الكيميائي على أنه عند درجة حرارة وضغط ثابتين ، فإن معدل التفاعل الكيميائي يتناسب طرديًا مع تركيز جزيئات المواد المتفاعلة مقارنة بتركيز النواتج عندما يتم رفع كليهما إلى قوة متساوية ممثلة بالمادة الكيميائية المتوازنة المعادلات.

لفهم قانون التوازن الكيميائي بشكل أفضل ، فكر في التفاعل القابل للانعكاس. تشكل المواد المتفاعلة A و B المنتجَين C و D.

أ + ب = ج + د

بعد مرور الوقت ، يزداد تركيز نواتج C و D ويقل تركيز المواد المتفاعلة في A و B. لذلك ، فإنه يشير إلى زيادة في رد الفعل المتخلف وانخفاض في رد الفعل الأمامي في نفس الوقت. في النهاية ، تصبح معدلات التفاعل للأمام وللخلف متساوية مع بعضها البعض ، وتبقى تركيزات المنتجات والمواد المتفاعلة كما هي. هذه عينة من التوازن الكيميائي عندما تتحقق حالة الجمود المرئي بواسطة تفاعل كيميائي.

التفاعلات الكيميائية لا تتوقف ، لكنها تستمر بنفس المعدل. عدد مولات النواتج في التفاعلات الأمامية يساوي عدد مولات المادة التي تختفي في الثانية في التفاعل العكسي.

التفاعلات الكيميائية التي تستمر في المضي قدمًا مع بقاء عدد المنتجات والمواد المتفاعلة على حالها هي التوازن الديناميكي.

يوجد نوعان من التوازن الكيميائي: متجانس وغير متجانس. في حالة التوازن المتجانس ، يكون رد فعل عندما تكون المواد المتفاعلة والمنتجات في نفس المرحلة. التوازن غير المتجانس هو عندما تكون المواد المتفاعلة والمنتجات في مرحلة مختلفة عن بعضها البعض.

يجب استيفاء أربعة عناصر لتصنيف أي تفاعل على أنه توازن كيميائي:

الخصائص التي يمكنك قياسها ، مثل التركيز أو الكثافة أو اللون أو الضغط تظل ثابتة عند درجة حرارة معينة.

يمكن تحقيق التوازن الكيميائي من أي من جانبي المعادلة من خلال تفاعلات للأمام أو للخلف.

عند وجود عامل حفاز ، يمكن تحقيق التوازن الكيميائي في فترة زمنية أقصر. لا يغير المحفز التوازن لأنه يؤثر على كل من ردود الفعل الأمامية والخلفية في نفس المدى.

التوازن الكيميائي دائمًا ديناميكي.

يمكن أن تؤدي عدة عوامل إلى تحول التوازن وتغيير نتيجة المنتجات أو المواد المتفاعلة بما في ذلك التغيرات في الضغط والتركيز ودرجة الحرارة وإضافة محفز أو إضافة غاز خامل. قد يؤدي أي من هذه العناصر إلى إخراج النتائج من التوازن.

إذا أضفت المزيد من المواد المتفاعلة أو المنتج أو غيرت تركيز أحدهما ، فسيؤثر ذلك على التوازن. تؤدي إضافة المادة المتفاعلة إلى زيادة شكل المنتج ، كما يؤدي إضافة المزيد من المنتج إلى تكوين المزيد من المواد المتفاعلة.

عندما تتغير درجة الحرارة ، يكون لها تأثير متغير على التوازن. تؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى إزاحة التوازن في اتجاه التفاعل الماص للحرارة ، وينقله الانخفاض إلى اتجاه التفاعل الطارد للحرارة.

تؤثر تغيرات الضغط على التوازن لأن تقليل حجم الغاز يؤدي في الواقع إلى زيادة الضغط ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة تركيز المنتجات والمواد المتفاعلة. يؤدي التفاعل الصافي لهذه العملية إلى انخفاض تركيز جزيئات الغاز.