عادة ما تبدأ التفاعلات العكسية بكمية معينة من الكواشف. عندما يبدأ التفاعل المباشر ، بمرور الوقت ، يتم استهلاك هذه الكواشف في التكوين من المنتجات ، وبالتالي ينخفض تركيز الكواشف بينما ينخفض تركيز المنتجات يزيد. بعد ذلك ، يبدأ التفاعل العكسي أيضًا ، وينتج المتفاعلات أيضًا ، حتى يظل معدل التطور (السرعة) للتفاعلات المباشرة والعكسية كما هو ، حتى يصل إلى ما يسمى التوازن الكيميائي.
في حالة التوازن ، يوجد ثابت التوازن Kc ، والذي يتم التعبير عنه أساسًا بواسطة:
|
كك = [منتجات]معامل في معادلة كيميائية متوازنة [الكواشف]معامل في معادلة كيميائية متوازنة |
أي بالنظر إلى تفاعل التوازن العام التالي:
أ أ + ب ب ج ج + د د
نظرًا لأن الأحرف الصغيرة هي المعاملات ، والحروف الكبيرة هي المواد ، فسيكون ثابت التوازن لهذا التفاعل:
كك = [ج]ç. [د]د
[ال]ال. [ب]ب
يمكن رؤية مزيد من التفاصيل حول هذا في النص ثوابت التوازن Kc و Kp. يوضح لنا هذا النص أيضًا شيئًا مهمًا: أن قيم Kc يمكن أن توضح لنا ما إذا كان تركيز الكواشف و المنتجات متساوية أو إذا كان أحدهما أكبر من الآخر ، ونتيجة لذلك ، إذا تم تغيير التوازن الكيميائي في اتجاه ما من تفاعل.
إذن علينا تحديد قيمة Kc. للقيام بذلك ، ضع في اعتبارك أن هذه الحسابات تجريبية ، لذلك دعونا نلقي نظرة على بعض الأمثلة على التفاعلات والبيانات التي تم الحصول عليها منها.
شيء مفيد جدًا في إجراء هذه الحسابات هو كتابة جدول مشابه للجدول الموضح أدناه واتباع الخطوات المذكورة فيه:
جدول لتنظيم البيانات المستخدمة لحساب ثابت التوازن
الآن ، دعنا نذهب إلى التدريب:
مثال 1: في وعاء مغلق ، بسعة 2 لتر ، عند درجة حرارة 100 درجة مئوية ، يوجد 20 مول من N2ا4. يبدأ حدوث رد الفعل العكسي التالي:2ا4 ↔ لا2. بعد مرور بعض الوقت ، وجد أن التفاعل وصل إلى التوازن الكيميائي وأن 8 مول من NO2 تشكلت. ما قيمة ثابت التوازن Kc عند درجة حرارة 100 درجة مئوية؟
القرار:
لنستخدم الجدول:
الجدول المستخدم لحل مثال حساب ثابت التوازن
لاحظ أنه في السطر الذي كتبت فيه الكميات التي تتفاعل وتتشكل ، نعلم أنه تم إنفاق 4 مولات من N2ا4، لأن النسبة هي 1: 2 ، وأن 8 مول من أكسيد النيتروجين تكونت2.
الآن فقط استبدل القيم الموجودة في التعبير عن ثابت التوازن Kc لهذا التفاعل:
كك = [في ال2]2
[ن2ا4]
كك = (4 مول / لتر) 2
(8 مول / لتر)
Kc = 2 مول / لتر
قيمة Kc عديمة الأبعاد ، ولا تحتوي على وحدة مرتبطة بأي حجم.
الآن ، لنلقِ نظرة على مثال يحتوي أيضًا على منتجات من البداية:
المثال 2: في وعاء مغلق ، بسعة 5 لتر ، عند درجة حرارة T ، يوجد 2 مول من غاز الهيدروجين ، 3 مولات من غاز اليود و 4 مولات من يوديد الهيدروجين. يدخل التفاعل التوازن الكيميائي ، عند درجة حرارة T ، ويتضح أن هناك 1 مول من غاز الهيدروجين في الوعاء. ما هو الرسم البياني الذي يمثل هذا التوازن وما قيمة ثابت التوازن Kc عند درجة حرارة T؟
القرار:
باستخدام الجدول:
الجدول المستخدم لتحديد ثابت التوازن
يمكن إعطاء الرسم البياني الذي يوضح الاختلافات في تركيزات مول / لتر من الكواشف والمنتجات حتى تصل إلى التوازن من خلال:
يوضح الرسم البياني للتوازن الكيميائي التغيرات في تركيزات الكواشف والمنتجات
الآن نكتشف قيمة ثابت التوازن:
Kc = __ [HI]2__
[ح2 ]. [أنا2]
كك = (1,2)2
0,2. 0,4
كك = 18
بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-constante-equilibrio-kc.htm
