تعريف التوازن المتجانس وغير المتجانس

اتزان متجانس

بشكل عام ، التوازن الحمضي القاعدي متجانسة ، لأنها تحدث في المحاليل المائية. وبالمثل ، فإن درجة التأين لكل حمض أو قاعدة ستؤدي إلى ارتفاع الرقم الهيدروجيني لـ المحلول وهذه العملية تحكمها الحموضة أو ثابت القاعدية ، المعروفان باسم Ka و Kb على التوالي.

هنا مثال على الرصيد مادة كيميائية متجانسة وثابت توازنها الخاص بها:

يجرى:

يجب أن نتذكر أن التوازن الكيميائي يحدث عندما سرعة رد الفعل يساوي المباشر سرعة رد فعل غير مباشر.

توازنات غير متجانسة

بشكل عام ، ننسبها إلى محاليل أو ترسبات من المركبات الأيونية حيث أن مرحلتها الأولية أو النهائية تستجيب لمادة صلبة مخففة أو مترسبة في محلول مائي. وتجدر الإشارة إلى أنه في هذه الحالات ، الثابت الذي يحكم العملية هو ثابت التوازن Keq ، ومع ذلك ، فإن المواد الصلبة لا تلعب دورًا في منتجات هذا الثابت.

من الأمثلة الواضحة على التوازن غير المتجانس التحلل عند الارتفاع

درجة الحرارة من كربونات الكالسيوم الصلبة التي تشكل أكسيد الكالسيوم الصلب وثاني أكسيد الكربون الغازي:

يجرى:

اتزان صلب-سائل غير متجانس

في حالة الاتزان غير المتجانسة حيث الرواسب الصلبة ، يلعب ثابت منتج قابلية الذوبان أو Kps دورًا أساسيًا ، وهو هو ، في هذه الحالة ، ثابت التوازن الذي يحكم العملية ، مشيرًا إلى مدى ذوبان المادة الصلبة في المذيب المستخدم ، بشكل شائع ماء.

عن ماذا يدور الموضوع؟ عمليًا ، لتشكيل منتج غير قابل للذوبان أو قليل الذوبان من مركب أيوني ، لذلك ، في هذه الحالات ، هناك سلسلة من عوامل يلعبون دورًا مهمًا.

في المقام الأول ، كما هو الحال في جميع حالات التوازن ، درجة الحرارة ، لأن الزيادة في درجة الحرارة تؤدي إلى زيادة في الطاقة الحركية من البلورات التي تضعف قوى الترابط بسبب الاهتزازات الناتجة.

من ناحية أخرى ، فإن طبيعة المركبات المتفاعلة ، كما نعلم ، هي الأكبر التشابه في قطبية المذيب والمركب المراد حله ، كلما كانت درجة الذوبان. يتم تفسير ذلك لأن حجم القوى المتفاعلة بين المذيب والمادة الصلبة المراد حلها يجب أن تكون مماثلة لتلك التي امتلكتها المادة الصلبة في البداية.

أخيرًا ، تلعب إنتروبيا النظام دورًا مهمًا للغاية. يشرح تباين الانتروبيا درجة ترتيب النظام ، وكما هو معروف ، يميل الكون دائمًا نحو الفوضى أو الفوضى. عندما يحدث الانحلال ، تنكسر روابط المركب الأيوني مما يزيد الاضطراب ، وبالتالي ، فإن العملية مفضلة على نطاق واسع.

لذلك عندما يذوب المركب الأيوني بالمعنى المباشر لتفاعل التوازن ويترسب ، بالمعنى المعاكس ، فإن العلاقة التي تحكم العملية هي ثابت منتج الذوبان المذكور.

في كلا النوعين من التوازن يمكننا إبراز الخصائص المشتركة: أولاً ، تلعب درجة الحرارة دورًا أساسيًا ، لأنها تتحكم في التوازن. إذا تغير هذا المتغير ، وفقًا لمبدأ Le Chatelier ، سيتفاعل النظام بطريقة تتصدى للاضطراب المذكور. وبالمثل ، فإن قيمة ثابت التوازن فريدة لكل تفاعل توازن عند درجة حرارة معينة و يتوافق مع حاصل قسمة الأنشطة ، لذلك فهو مستقل عن تركيز المنتجات أو ضغطها و الكواشف. لتعميق دراسة تباين Keq مع درجة الحرارة ، من الضروري الخوض في معادلة بواسطة Van't Hoff.

ثانيًا ، يجب ألا تتغير حالة التوازن بمرور الوقت وعندما نتحدث عن حالة توازن نشير إلى عملية تحدث في نظام مغلق.

من ناحية أخرى ، في جميع الحالات ، فإن التعبير من ثوابت التوازن ، مهما كانت العملية المنفذة ، تحتفظ بشكلها: تركيز المنتجات رفعت إلى معاملاتهم المتكافئة فيما يتعلق بتركيز الكاشف الذي تم رفعه إلى معاملاتهم متكافئ. وتجدر الإشارة إلى أن معظم هذه الثوابت قد تم جدولتها عند 25 درجة مئوية.

فهرس

ملاحظات الرئيس ، الكيمياء العامة 1 ، UNMdP ، كلية الهندسة ، 2019.

موضوعات في التوازن المتجانس وغير المتجانس