يشير التوازن الكيميائي إلى الحالة التي لا يوجد فيها ميل لكل من المواد المتفاعلة والمنتجات في التركيز مع تغير الوقت أثناء تفاعل كيميائي، حيث يحقق التفاعل الكيميائي التوازن الكيميائي عندما يكون معدل التفاعل الأمامي ومعدل التفاعل العكسي هي نفسها، أيضًا لأن المعدلات متساوية ولا يوجد تغيير في التركيزات الصافية للمواد المتفاعلة والمنتجات، يشار إلى الحالة على أنها توازن ديناميكي ويعرف ثابت المعدل باسم ثابت التوازن، والأنظمة المتوازنة هي التوازن، على سبيل المثال إذا كنت تعمل على جهاز المشي، فأنت في حركة مستمرة، ومع ذلك فأنت لا تتحرك للأمام أو للخلف، وبسرعة أكبر، ما تقوم بتشغيله إلى الأمام، فإن جهاز المشي يحرك للخلف بحيث تكون في حالة توازن مع الجهاز، بنفس الطريقة الكيميائية يمكن أن تكون التفاعلات في حالة توازن (يتم إنتاج المنتجات والمواد المتفاعلة بنفس المعدل).
محتويات
تعريف خليط متجانس وغير متجانس
الخليط المتجانس هو خليط صلب أو سائل أو غازي له نفس نسب مكوناته في أي عينة. على العكس من ذلك، يحتوي الخليط غير المتجانس على مكونات تختلف نسبها في العينة. “المتجانسة” و “غير المتجانسة” ليست مصطلحات مطلقة ولكنها تعتمد على السياق وحجم العينة. في الكيمياء، يعني التعليق المتجانس للمواد أنه عندما ينقسم الحجم إلى النصف، يتم تعليق نفس الكمية من المواد في نصفي المادة ؛ ومع ذلك، قد يكون من الممكن رؤية الجسيمات تحت المجهر. مثال على خليط متجانس هو الهواء.
يشير هذا في الكيمياء الفيزيائية وعلم المواد إلى المواد والمخاليط الموجودة في مرحلة واحدة. هذا على النقيض من مادة غير متجانسة.
ما هي أنواع التوازن الكيميائي
التوازن الكيميائي هو حالة التفاعل العكسي حيث يكون معدل التفاعل الأمامي مساويًا لمعدل التفاعل العكسي، بينما يكون التفاعل في حالة توازن، ويكون تركيز المواد المتفاعلة والمنتجات ثابتًا، وهناك نوعان من التوازن الكيميائي
التوازن المتجانس
تُعرف تفاعلات التوازن التي تكون فيها جميع المواد المتفاعلة والمنتجات في نفس المرحلة باسم تفاعلات التوازن المتجانسة، وتنقسم إلى فئتين
(أ) عدد جزيئات المنتج يساوي عدد جزيئات المادة المتفاعلة. على سبيل المثال
N2 (g) + O2 (g) ⇌ 2NO (g) H2 (g) I2 2HI (g).
(ب) عدد جزيئات المنتج لا يساوي عدد الجزيئات المتفاعلة، على سبيل المثال
COCl2 (g) ⇌ CO (g) + Cl2 (g) 2SO2 (g) + O2 (g) ⇌ 2SO3 (g).
توازن غير متجانس
تُعرف تفاعلات التوازن التي تكون فيها المواد المتفاعلة والمنتجات في مراحل مختلفة باسم تفاعلات التوازن غير المتجانسة، حيث تنفصل كربونات الكالسيوم الصلبة لإعطاء أكسيد الكالسيوم الصلب وثاني أكسيد الكربون الغازي CaCO3 (S) CaO (s) + CO2 (g)، لا يشمل التعبير التوازن لتفاعلات التوازن غير المتجانسة، تركيزات المواد الصلبة النقية لأن تركيزاتها تظل ثابتة. وبالمثل، يُفترض أيضًا أن تكون تركيزات السوائل النقية ثابتة ولا تظهر في التعبير عن تركيز التوازن، حيث [الصلب] = 1 و [السائل] = 1.
حقائق علمية عن التوازن الكيميائي
التبخر هو عندما تنتقل مادة من الطور السائل إلى الطور الغازي (يتبخر)، ويكون التكثيف عندما تنتقل المادة من الطور الغازي إلى الطور السائل (يتكثف)، وتحتوي الزجاجة على بخار الماء (الغاز) وتكثف قطرات الماء على جانب الزجاجة، والنظام المفتوح هو النظام في الرسم التوضيحي للغاز والسائل، استخدمنا الدورق الأول كمثال لنظام مفتوح لأن الدورق يمكن تسخينه أو تبريده (تغيير في الطاقة)، وبخار الماء (الأمر) يمكن أن يتبخر من الدورق.
النظام المغلق هو نظام يمكن أن تدخل فيه الطاقة أو تغادر لكن المادة لا تستطيع ذلك. القارورة الثانية بغطاء زجاجي هي مثال على نظام مغلق. لا يزال من الممكن تسخين الكوب أو تبريده، لكن بخار الماء لا يمكن أن يترك النظام لأن الغطاء الزجاجي يمثل كحاجز، يقوم التكثيف بتغيير البخار إلى سائل ويعيده إلى الدورق، بمعنى آخر لا يوجد فقد في الترتيب من النظام.