الدرس: 2 -8 - 2 تأثير الضغط أو حجم إناء التفاعل على موضع الاتزان

2 - 11 - 2 تأثير الضغط أو حجم إناء التفاعل على موضع الاتزان

توضيح: تأثير الضغط يكون فقط تأثيره على المواد في حالتها الغازية ولا تأثير له على المواد في حالتها الصلبة أو السائلة.

1. إذا كان التفاعل مصحوب بنقص في الحجم (بنقص في عدد n) (-=Δ n _g)

تعني عبارة نقص في الحجم أو نقص في عدد المولات إن عدد مولات المواد الغازية الناتجة في المعادلة الموزونة أقل من عدد مولات المواد الغازية المتفاعلة، مثلاً: $2{\mathrm{SO}}_2+{\mathrm{O}}_2\rightleftharpoons 2{\mathrm{SO}}_3$

تذكر: أن (-=Δ n _g) تعني أن المولات الناتجة أقل من المولات المتفاعلة في المعادلة الموزونة.

بصورة عامة: إن زيادة الضغط أو التقليل من الحجم سيخل في الاتزان ومن أجل أن يحافظ التفاعل على اتزانه يزيح من موضع اتزانه بالاتجاه الذي يؤدي إلى إنتاج المزيد من المواد التي تشغل حجماً أقل أي باتجاه النواتج، بحيث تبقى قيمة النسبة بين تراكيز النواتج إلى المتفاعلات ثابتة أي يبقى ثابت الاتزان ثابتاً لا يتغير، وإن خفض الضغط أو زيادة حجم إناء التفاعل سيخل في الاتزان ومن أجل أن يحافظ التفاعل على اتزانه يزيح من موضع اتزانه بالاتجاه الذي يؤدي إلى إنتاج المزيد من المواد التي تشغل حجماً أكبر أي باتجاه المواد المتفاعلة، بحيث تبقى قيمة النسبة بين تراكيز النواتج إلى المتفاعلات ثابتة أي يبقى ثابت الاتزان ثابتاً لا يتغير.

2. إذا كان التفاعل مصحوب بزيادة في الحجم (زيادة في عدد n) (+=Δ n _g)

تعني عبارة زيادة في الحجم أو زيادة في عدد المولات إن عدد مولات المواد الغازية الناتجة في المعادلة الموزونة أكثر من عدد مولات المواد الغازية المتفاعلة، مثلاً

$2{\mathrm{NO}}_2\rightleftharpoons 2\mathrm{NO}+{\mathrm{O}}_2$

تذكر: إن +=Δ n _g تعني أن المولات الناتجة أكثر من المولات المتفاعلة في المعادلة الموزونة.

بصورة عامة: إن زيادة الضغط أو التقليل من الحجم سيخل في الاتزان ومن أجل أن يحافظ التفاعل على اتزانه يزيح من موضع اتزانه بالاتجاه الذي يؤدي إلى إنتاج المزيد من المواد التي تشغل حجماً أقل أي باتجاه المتفاعلات، بحيث تبقى قيمة النسبة بين تراكيز النواتج إلى المتفاعلات ثابتة أي يبقى ثابت الاتزان ثابتاً لا يتغير، وإن خفض الضغط أو زيادة حجم إناء التفاعل سيخل في الاتزان ومن أجل أن يحافظ التفاعل على اتزانه يزيح من موضع اتزانه بالاتجاه الذي يؤدي إلى إنتاج المزيد من المواد التي تشغل حجماً أقل أي باتجاه المواد الناتجة، بحيث تبقى قيمة النسبة بين تراكيز النواتج إلى المتفاعلات ثابتة أي يبقى ثابت الاتزان ثابتاً لا يتغير.

بيّن تأثير زيادة الضغط المسلط (تقليل الحجم) على التفاعل المتزن 2so₂+o₂$\rightleftharpoons$2SO₃ وعلى قيمة K _eq؟

إن زيادة الضغط أو التقليل من الحجم سيخل في الاتزان ومن أجل أن يحافظ التفاعل على اتزانه يزيح من موضع اتزانه بالاتجاه الذي يؤدي إلى إنتاج المزيد من المواد التي تشغل حجماً أقل أي باتجاه تكوين غاز SO₃ بحيث تبقى قيمة النسبة بين تراكيز النواتج إلى المتفاعلات ثابتة أي يبقى ثابت الاتزان ثابتاً لا يتغير.

بيّن تأثير خفض الضغط المسلط (تقليل الحجم) على التفاعل المتزن 2so₂+o₂$\rightleftharpoons$2SO₃ وعلى قيمة K _eq؟

إن خفض الضغط أو زيادة حجم إناء التفاعل سيخل في الاتزان ومن أجل أن يحافظ التفاعل على اتزانه يزيح من موضع اتزانه بالاتجاه الذي يؤدي إلى إنتاج المزيد من المواد التي تشغل حجماً أكبر أي باتجاه تكوين غاز 2so₂ وo₂ بحيث تبقى قيمة النسبة بين تراكيز النواتج إلى المتفاعلات ثابتة أي يبقى ثابت الاتزان ثابتاً لا يتغير.

علل: إن تقليص حجم الإناء لتفاعل غازي له - = Δ n g يؤدي إلى زيادة الإنتاج؟

إن تقليص حجم الإناء يجعل التفاعل المتزن ينزاح بالاتجاه الذي ينتج المزيد من المولات التي تشغل حجماً أقل ولما كانت Δ n g سالبة أي مصحوبة بنقص في الحجم الكلي لذلك ينزاح التفاعل نحو اليمين أي إلى زيادة الإنتاج.

بيّن تأثير خفض الضغط المسلط (زيادة الحجم) على التفاعل المتزن 2No+o₂$\rightleftharpoons$2No₂ وعلى قيمة K _eq؟

إن خفض الضغط أو زيادة الحجم سيخل بالاتزان ومن أجل أن يحافظ التفاعل على اتزانه يزيح موضعه بالاتجاه الذي يؤدي إلى إنتاج المزيد من المواد.

بين تأثير زيادة الضغط المسلط (نقص الحجم) على التفاعل المتزن: 2No₂$\rightleftharpoons$2No+o₂؟

إن زيادة الضغط أو نقص الحجم سيخل بالاتزان ومن أجل أن يحافظ التفاعل على اتزانه يزيح موضعه بالاتجاه الذي يؤدي إلى إنتاج المزيد من المواد التي تشغل حجماً أقل أي باتجاه تكوين No₂ بحيث تبقى قيمة النسبة بين تراكيز النواتج إلى المتفاعلات ثابتة أي يبقى ثابت الاتزان ثابتاً لا يتغير.

3. إذا كان النظام المتزن غير مصحوب بتغير في الحجم غير مصحوب بتغير عدد المولات (صفر = Δ n g).

تعني هذه العبارة أن عدد مولات المواد الغازية الناتجة تساوي عدد مولات المواد الغازية المتفاعلة في المعادلة الموزونة (عدد المولات متساوية في طرفي المعادلة الموزونة).

بصورة عامة: إذا كان النظام الغازي المتزن غير مصحوب بتغير في الحجم أو عدد المولات أي Δ n g = صفر فلا يؤثر تغير الضغط على كميات المواد المختلفة الموجودة في خليط الاتزان وبالتالي يبقى موضع الاتزان ثابتاً وتبقى النسبة بين تراكيز النواتج إلى المتفاعلات ثابتة القيمة أي لا يتغير ثابت الاتزان.

بين تأثير تغير الضغط المسلط على التفاعل المتزن H₂+I₂$\rightleftharpoons$2HI وعلى قيمة K eq؟

كون التفاعل المذكور غير مصحوب بتغير في الحجم (عدد المولات متساوية في طرفي المعادلة) فلا يؤثر تغير الضغط على كميات المواد المختلفة الموجودة في خليط الاتزان وبالتالي يبقى موضع الاتزان ثابتاً وتبقى النسبة بين تراكيز النواتج إلى المتفاعلات ثابتة القيمة أي لا يتغير ثابت الاتزان.

الخلاصة:

1. زيادة الضغط أو نقصان الحجم: ينحرف الاتزان باتجاه الطرف ذي عدد المولات الغازية الأقل من غيرها.
2. نقصان الحجم أو زيادة الضغط: ينحرف الاتزان باتجاه الطرف ذي عددالمولات الغازية الأكثر من غيرها.

إثراء:

• لا يؤثر تغير الضغط (الحجم) على نظام غير مصحوب بتغير الحجم Δ n g= صفر ففي التفاعل الغازي المتزن H₂+I₂$\rightleftharpoons$2HI فإن جزيئة واحدة من الهيدروجين تتحد مع جزيئة واحدة من اليود لتكوين جزيئتين من يوديد الهيدروجين وهذا يعني أنه لا يحدث تغير في العدد الكلي للجزيئات في إناء التفاعل وبذلك فإن التفاعل الأمامي والخلفي لا يقاوم التغير الناتج من تغير الحجم إذ يبقى العدد من مولات كل من H₂ وI₂ و2HI ثابتاً ومما لاشك فيه أن نقصان الحجم مثلاً فإن تركيز كل مكون يزداد وهذه الزيادة تنطبق على جميع مكونات الخليط على حد سواء فلا يوجد إذاً أي تغير في موضع الاتزان، أما في التفاعل الذي تكون فيه عدد المولات غير متساوية لكل من النواتج والمتفاعلات أي $\ne \mathrm{\Delta }\mathbf{ng}$صفر مثل ${\mathbf{N}}_{\mathbf{2}}\mathbf{+}\mathbf{3}{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}}\mathbf{\rightleftharpoons }\mathbf{2}{\mathbf{NH}}_{\mathbf{3}}$
• فإذا ازداد الضغط إلى الضعف مثلاً وهذا يقود إلى تقليص الحجم إلى النصف فإن التركيز لجميع المواد سوف تتضاعف وتصبح قيمة حاصل التفاعل أقل من قيمة ثابت الاتزان وهنا سيختل الاتزان ولغرض التخلص من هذه الزيادة يميل التفاعل إلى جهة النواتج والتي تمثل أقل عدد من المولات أو أقل حجماً وعليه سيستهلك من الوضع الجديد أي بعد تغير الضغط X من النيتروجين و3X من الهيدروجين وتكوين 2X من الأمونيا بحيث تتفق نسبة النواتج على المتفاعلات بعد التغير مع نسبتها قبل التغير وفي هذه الحالة لا يتغير الثابت.