الدرس الاول ... الاتزان الكيميائي

الاتــزان الكيميائي
 تجربــة :-
• ضع كمية من الماء في إناء
مغلق على موقد
 الملاحظــة
-تحدث عمليتين متضادتين أو متعاكستين
هم عملية تبخير وعملية تسخين
1- في بداية التسخين يكون معدل تبخير هى العملية السائدة يصاحبها زيادة فى الضغط البخاري للماء
2- وتستمر عملية التبخير حتى يتساوى الضغط البخاري مع ضغط بخار الماء المشبع
3-يبدأ حدوث حالة اتزان بين سرعة التبخير وسرعة التكثيف فيكون 0
*عدد جزيئات الماء المتبحر = عدد جزيئات الماء المتكاثف
* سرعة التبخير = سرعة التكثيف
تبخير
ماء سائل ماء بخار
استرجاع
الضغط البخــاري
هو ضغط بخار الماء الموجود في الهواء الجوى عند درجة حرارة معينة
ضغط بخــار المــاء المشبــع
أقصي ضغط لبخار الماء يمكن أن يتواجد في الهواء عند درجة حرارة معينة
علل حالة الاتزان ليست ساكنة ولكنها ديناميكية
لأن الوصول لحالة الاتزان لا يعنى توقف التغير ولكن يحدث التغير في الاتجاهين الطردى والعكس بنفس المعدل وذلك لآن عملية الاتزان ساكنة على المستوى الظاهري المرئي فقط وديناميكية على المستوى الغير مرئي
 النظام المتــزن
هو نظام ساكن على المستوى المرئي ونظام ديناميكي على المستوى الغير مرئي
 الاتــزان الديناميكــي
نظام ساكن متزن على المستوى المرئي ونظام ديناميكي مستمر في الاتجاهين المتضادين وبنفس السرعة على المستوى الغير مرئي
ملاحظــــات
-الوصول إلى حالة الاتزان لا يعنى توقف التغير في الاتجاهين الطردى والعكسي ولكن يحدث التغير في الاتجاهين الطردى والعكسي بنفس المعدل
أنــواع التفاعــلات الكيميائيـة
 تفاعــلات تامــة غيــر انعكاسيـــة
هي تفاعلات تسير في اتجاه واحد لأن المواد الناتجة من التفاعل لا تستطيع أن تتحد مع بعضها لتكون المواد المتفاعلة بسبب خروج أحد النواتج من حيز التفاعل عن طريق تصاعد غاز أو تكوين راسب
*أمثلة :-
1- تفاعل كلوريد الصوديوم مع نترات الفضة يتكون راسب أبيض من كلوريد الفضة
NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl
2- تفاعل الماغنسيوم مع حمض الهيدروكلوريك يتصاعد غاز الهيدروجين
Mg + HCl dil MgCl2 + H2
علل تفاعل نترات الفضة مع كلوريد الصوديوم من التفاعلات التامة
لأنه يسير في اتجاه واحد بسبب خروج أحد النواتج من حيز التفاعل عن طريق تكوين راسب وهو كلوريد الفضة
NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl
علل تفاعل الخارصين مع حمض الهيدروكلوريك المخفف تام
لأنة يسير فى إتجاة واحد وينتهي بخروج غاز الهيدروجين من حيز التفاعل
Zn + HCl dil ZnCl2 + H2
 علل تسخين كبريتات النحاس ونترات النحاس تفاعل تام
لأنة يسير فى إتجاة واحد و ينتهي بخروج غاز ثالث أكسيد الكبريت من حيز التفاعل
CuSO4 → CuO + SO3
2Cu(NO3)2 →2 CuO +4NO2 + O2
التفاعـــلات الانعكاسية
هي تفاعلات غير مكتملة تسير في الاتجاهين الطردى والعكسي وتكون كل من النواتج والمتفاعلات موجودة في حيز التفاعل باستمرار ولا يتكون راسب ولا يتصاعد غاز
مثــال :-عند إضافة مول من حمض الخليك مع مول من الكحول الإيثيلى يتكون مول من الماء ومول من أستر خلات الإيثيل
CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O
-عند وضع ورقة عباد شمس زرقاء فى المحلول يتحول المحلول إلى اللون الأحمر
 حالــة الاتزان
الحالة التي يتساوى فيها معدل التفاعل الطردى مع معدل التفاعل العكسي
علل عند إضافة صبغة عباد الشمس إلى المحلول الناتج من تفاعل حمض الخليك إلى الكحول الإيثيلى يتلون لون المحلول باللون الأحمر
لأنة من التفاعلات الانعكاسية يسير فى الاتجاهين الطردى والعكسي 0
عند إضافة مول من حمض الخليك مع مول من الكحول الإيثيلى يتكون مول من الماء ومول من إستر خلات الإيثيل وكلاهما متعادل التأثير على ورقة عباد الشمس
CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O
-يسير التفاعل فى الإتجاة العكسي ويتحلل الإستر إلى جزئ من الحمض و جزيء من الكحول
CH3COOC2H5 + H2O → CH3COOH + C2H5OH
ثم يسير التفاعل فى الاتجاهين الطردى والعكسي بحيث يكون كل من النواتج والمتفاعلات فى حيز التفاعل
CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O
علل تفاعل الكحول الإيثيلى مع حمض الخليك تفاعل غير تام
لآن يسير فى الاتجاهين الطردى والعكسي بسبب وجود النواتج والمتفاعلات فى حيز التفاعل
CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O
 تعريـف الاتزان الكيميائي
- نظام ديناميكي يحدث عندما يتساوى معدل التفاعل الطردى مع معدل التفاعل العكسي عند تثبيت تركيز المتفاعلات والنواتج وتحت ظروف واحدة من الضغط ودرجة الحرارة
-يظل الاتزان ثابت طالما كانت جميع المتفاعلات والنواتج موجودة في حيز التفاعل ( لم يتصاعد غاز أو يتكون راسب)
ملاحظات
-يحدث الاتزان الكيميائي في يحدث في التفاعلات الانعكاسية فقط
-يمكن تحويل التفاعل الانعكاسي الغير تام إلى تفاعل تام بخروج أحد النواتج من حيز التفاعل
-عند وضع مادة تمتص الماء الناتج من تفاعل الكحول مع حمض الخليك مثل حمض الكبريتيك يصبح التفاعل تام ويسير في اتجاه واحد
-عند نقطة الاتزان لا يتوقف التفاعل ولكن يظل التفاعل مستمر في الاتجاهين الطردى والعكسي مادامت جميع المواد المتفاعلة والناتجة من التفاعل موجودة في حيز التفاعل
علل يضاف حمض كبريتيك مركز عند تفاعل حمض الخليك مع الكحول الإيثيلى
لمنع التفاعل العكسي وجعل التفاعل يسير في إتجاة واحد وهو إتجاة تكوين النواتج
CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O
علل الاتزان الكيميائي عملية ديناميكية وليست ساكنة
لأنة على الرغم من تساوى معدل التفاعل الطردى مع العكسي إلا أن حدوث التفاعل يكون
مستمرا فى كلا الاتجاهين