عندما تصل التفاعلات القابلة للعكس إلى نقطة يكون فيها المعدل الذي تتشكل فيه المنتجات (تفاعل مباشر) و السرعة التي يتم بها استهلاك المنتجات (رد الفعل العكسي) تصبح ثابتة ومتساوية ، نقول أنه تم الوصول إليها ا التوازن الكيميائي. كل تفاعل توازن له ثابت التوازن (Kc) مميزة ، والتي تتغير فقط مع تغير درجة الحرارة. إذا كان هناك غاز واحد على الأقل مشترك في التفاعل ، فسيكون له أيضًا ثابت ضغط ، يُرمز إليه بـ Kp.
في النص ثابت التوازن Kc و Kp من الواضح أنه لكتابة تعبيرات هذه الثوابت ، علينا التحقق من حالتها الفيزيائية. وهكذا ، ينشأ نوعان من التوازن الكيميائي ، وهما:
1. توازن متجانس: هي تلك التي يكون فيها جميع المشاركين في التفاعل ، سواء كانوا متفاعلات أو منتجات ، في نفس حالة التجميع ، وتكون النتيجة جانبًا متجانسًا في جميع أنحاء النظام. بشكل عام ، تتشكل التوازن المتجانسة بواسطة الغازات فقط. انظر إلى بعض الأمثلة أدناه ولاحظ أن التوازن الأخير فقط هو توازن سائل متجانس ، حيث أن جميع الأنواع الكيميائية عبارة عن محاليل مائية. لاحظ أيضًا أنه في هذه الحالات ، ستظهر جميع المواد في تعبيرات Kc و Kp:
ن2 (ز) + 3 ح2 (ز) ↔ 2 NH
3 (ز) كç = __[نيو هامبشاير3]2__ كص = __(الرقم الهيدروجيني3)2__[ن2]. [H2]3 (ص2). (الرقم الهيدروجيني2)3
2 س3 (ز) ↔ 3 س2 (ز) كç = [س2]3 كص = (غبار2)3
[س3]2 (غبار3)2
ح2 (ز) + أنا2 (ز) ↔ 2 مرحبا(ز) كç = __[أهلا]2__ كص = __ (الرقم الهيدروجيني)2__
[H2]. [أنا2] (الرقم الهيدروجيني2). (pI2)
كو(ز) + لا2 (ز) ↔ جا2 (ز)+ في ال(ز) كç = [CO2 ]. [في ال]كص = (pCO2 ). (صفي ال)
[في ال2]. [أول أكسيد الكربون] (pNO2). (صCO)
2 SO3 (ز) ↔ 2 SO2 (ز) + س2 (ز) كç = [فقط2]2. [س2]كص= (pSO2)2. (صا2)
[فقط3]2(صفقط3)2
إيمان2+(هنا) + نحاس2+(هنا) ↔ الحديد3+(هنا) + نحاس+(هنا) كج = [ إيمان3+]. [الحمار+] كص = غير معرّف.
[إيمان2+]. [الحمار2+]
نظرًا لأنه لا يحتوي على أي غاز ، فلا يوجد تعبير عن Kp في هذا التوازن الكيميائي الأخير.
يوضح الشكل الموجود في بداية النص ، على الجانب الأيمن ، زجاجة تحتوي على غازين في حالة توازن ، وهما ثاني أكسيد النيتروجين (NO2) ورباعي أكسيد النيتروجين (N2ا4):
2 لا2 (ز) ↔ ن2ا4 (ز) كç = [ن2ا4] كص = (صن2ا4)
[في ال2]2 (صفي ال2)2
لا2 هو غاز بني محمر ، بينما N.2ا4 إنه عديم اللون ، وفي حالة توازن يختلطان ، ويشكلان نوعًا من "سحابة الغاز" ذات اللون البني الفاتح في مجملها.
2. التوازن غير المتجانس: هي تلك التي تكون فيها واحدة على الأقل من المواد المشاركة في التفاعل في حالة فيزيائية مختلفة عن المواد الأخرى ، وعادة ما تكون في حالة صلبة. مع هذا ، فإن مظهر النظام ليس موحدًا ، ولكن من الممكن تصور مراحل مختلفة.
في هذه الحالات ، عند كتابة تعبيرات ثابت التوازن ، لا يجب كتابة المواد الصلبة ، لأن تركيزاتها ثابتة.
أمثلة:
حمض الهيدروكلوريك(هنا) + AgNO3 (عبد القدير) ↔ AgCl(س) + HNO3 (عبد القدير) كج = [HNO3]____ كص = غير معرّف.
[حمض الهيدروكلوريك]. [AgNO3]
ج(س) + س2 (ز) ↔ كو2 (ز) كج = [أول أكسيد الكربون] كص = (pCO)
[س2] (غبار2)
Zn(س) + نحاس2+(هنا) ↔ الحمار(س) + زد2+(هنا) كج = [الحمار]2+] كص = غير معرّف.
[Zn2+]
كلب(س) + شركة2 (ز) ↔ كربونات الكالسيوم3 (ق) كج = __1__ كص = __1__
[CO2] (pCO2)
في الرسم التوضيحي الموضح في بداية هذا النص ، تم عرض أنبوب اختبار على الجانب الأيسر يحتوي على نظام توازن غير متجانس. هذا هو التفاعل بين كبريتات النحاس (II) ومحاليل هيدروكسيد الصوديوم. انظر أدناه:
كوسو4 (عبد القدير) + 2 هيدروكسيد الصوديوم(هنا) ↔ في2فقط4 (عبد القدير) + النحاس (أوه)2 (ق) كج = [في2فقط4]____ كص = غير محدد.
[CuSO]. [هيدروكسيد الصوديوم]
لاحظ أنه من بين المنتجات ، يتكون هيدروكسيد النحاس (II) المترسب ، وهو صلب ويمكن رؤيته بوضوح في منتصف المحلول المائي. يرجع اللون الأزرق إلى أيونات النحاس الموجودة في النظام.
* الائتمان التحريري لصورة هيدروكسيد النحاس (II): المؤلف: ор Оsin / صورة مستخرجة من: ويكيميديا المشاع
بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equilibrios-quimicos-homogeneos-heterogeneos.htm