كيفية حساب Q من رد الفعل

يعرف كل طالب كيمياء مبدأ Le Chatelier ، الذي ينص على أن أي تغير في درجة الحرارة ، الضغط أو الحجم أو التركيز في نظام معين سيقود النظام إلى إنشاء توازن جديد حالة. من خلال معرفة التفاعل (على سبيل المثال ، ما إذا كان ماصًا للحرارة أو طاردًا للحرارة) ، يمكنك استخدام هذا للتنبؤ بما سيحدث عندما يكون هناك تغيير مفروض على النظام.

ولكن هناك طريقة أكثر كمية يمكنك استخدامها لتحديد الاتجاه الذي سيفضله التفاعل ، وما إذا كان في حالة توازن حاليًا أم لا ، وهذا ما يسمى حاصل رد الفعل. تعلم حساب حاصل رد الفعل لتفاعل معين هو أداة بسيطة لكنها قوية في الكيمياء.

حاصل التفاعل هو طريقة لقياس الكميات النسبية للمواد المتفاعلة والنواتج للتفاعل القابل للانعكاس في أي وقت. يتم إعطاء الرمز س، ويمكنك حسابها باستخدام معادلة بسيطة تتضمن التركيزات (تقنيًا "الأنشطة") للمنتجات والمواد المتفاعلة ، جنبًا إلى جنب مع ثوابتهم المتكافئة.

حاصل التفاعل وثابت التوازن (ك) كميات متشابهة (لكن ليست متطابقة) ، ومقارنة الاثنين في أي نقطة زمنية معينة يخبرك بالاتجاه الذي سيستمر فيه التفاعل حتى يصل إلى التوازن.

معادلات

حاصل رد الفعل صالح في كل الأوقات، لذلك ليس من الضروري أن يكون رد الفعل في حالة توازن حتى تتمكن من حسابه. ومع ذلك ، عندما يكون التفاعل في حالة توازن ، س = ك، وتعطي المعادلتان نفس النتيجة.

معادلة س، للتفاعل العام بين المواد الكيميائية أ, ب, ج و د النموذج:

اعطي من قبل:

إذن ، نواتج النواتج مضروبة معًا مقسومة على المواد المتفاعلة مضروبة معًا ، كل منها مرفوعة إلى قوة تساوي ثوابتهم المتكافئة (أي أرقام كل مكون في تفاعل). ومع ذلك ، من المهم ملاحظة أن الأقواس المربعة في هذا تشير إلى أنشطة المواد الكيميائية.

بالنسبة لمادة صلبة أو سائلة نقية ، فإن المصطلح في المعادلة لـ س يعمل على واحد ، وبالتالي يمكن تجاهلها بشكل فعال. بالنسبة للمذيب ، تستخدم الكسر المولي ، وبالنسبة للغاز ، تستخدم الضغط الجزئي (أو المولارية) ، وبالنسبة للمذاب تستخدم المولارية.

سيعطيك مثال حسابي بسيط فكرة عن كيفية الحساب س لرد فعل. خذ رد الفعل:

مع الموليتات: [CO] = 1 M ، [H₂O] = 1 مليون ، [CO₂] = مليونان و [H.₂] = 2 م وثابت التوازن ك = 1. لاحظ أن الثوابت المتكافئة لكل مكون في هذه الحالة واحدة ، لذلك لا داعي للقلق بشأن القوى في الحساب. استخدام التعبير ل س يعطي:

لاحظ أن هذه القيمة لـ س أكبر من القيمة المعطاة لـ ك.

هناك ثلاث حالات رئيسية يجب مراعاتها لفهم ما هي قيمة س اخبرك: س > ك, س = ك و س < ك. ل س > ك، هذا يعني أن هناك عددًا أكبر من المنتجات الموجودة في حالة التوازن ، وبالتالي فإن التفاعل سيتحول لصالح المواد المتفاعلة.

ل س = ك، يكون التفاعل في حالة توازن وسيظل كذلك ما لم يزعج شيء ما النظام (على سبيل المثال ، إذا تمت إضافة الحرارة أو زيادة الضغط).

ل س < ك، هناك مواد متفاعلة أكثر من المنتجات الموجودة في حالة التوازن ، وبالتالي فإن التفاعل سيستمر في الاتجاه الأمامي ويفضل تكوين المنتجات.