כאשר תגובות הפיכות מגיעות לנקודה בה קצב היווצרות המוצרים (תגובה ישירה) וה- המהירות בה נצרכים מוצרים (תגובה הפוכה) הופכים קבועים ושווים, אנו אומרים שהושגה או איזון כימי. לכל תגובת שיווי משקל יש קבוע שיווי משקל (Kc) מאפיין, המשתנה רק עם טמפרטורת טמפרטורה. אם יש לפחות גז אחד שמשתתף בתגובה, יהיה לו גם קבוע לחץ המסומן על ידי Kp.
בתוך הטקסט שיווי משקל קבוע Kc ו- Kp מוצג שכדי לכתוב את הביטויים של קבועים אלה, עלינו לבדוק את המצב הפיזי שלהם. לפיכך, נוצרים שני סוגים של שיווי משקל כימי, שהם:
1. איזון הומוגני: הם אלה שבהם כל המשתתפים בתגובה, בין אם הם מגיבים או מוצרים, נמצאים באותו מצב צבירה, והתוצאה היא היבט הומוגני בכל המערכת. בדרך כלל שיווי משקל הומוגני נוצרים רק על ידי גזים. ראו כמה דוגמאות להלן ושימו לב שרק שיווי המשקל האחרון הוא שיווי משקל נוזלי הומוגני, שכן כל המינים הכימיים הם פתרונות מימיים. כמו כן, שים לב שבמקרים אלה כל החומרים יופיעו בביטויים של Kc ו- Kp:
נ2 (גרם) + 3 ח '2 (גרם) NH 2 NH3 (ז) קç = __[NH3]2__ קפ = __(pNH3)2__
[נ2]. [ח2]3 (P n2). (pH2)3
2 O3 (ז) O 3 O2 (גרם) קç = [O2]3 קפ = (אָבָק2)3
[O3]2 (אָבָק3)2
ה2 (גרם) + אני2 (גרם) H 2 הי(ז) קç = __[היי]2__ קפ = __ (pHI)2__
[ח2]. [אני2] (pH2). (פאי2)
שיתוף(ז) + לא2 (גרם) ↔Cאו2 (גרם)+ ב(ז) קç = [שיתוף2 ]. [ב]קפ = (pCO2 ). (עמ 'ב)
[ב2]. [CO] (pNO2). (עמ 'שיתוף)
2 SO3 (ז) SO 2 SO2 (גרם) + O2 (גרם) קç = [רק2]2. [O2]קפ= (pSO2)2. (עמ 'או2)
[רק3]2(עמ 'רק3)2
אֱמוּנָה2+(פה) + Cu2+(פה) ↔ Fe3+(פה) + Cu+(פה) קÇ = [אמונה3+]. [תַחַת+] קפ = אינו מוגדר.
[אֱמוּנָה2+]. [תַחַת2+]
מכיוון שאין בו שום גז, עבור שיווי המשקל הכימי האחרון הזה אין ביטוי של Kp.
האיור בתחילת הטקסט מראה, בצד ימין, בקבוק המכיל שני גזים בשיווי משקל, שהם דו תחמוצת החנקן (NO2) ודיטרוגן טטרוקסיד (N2או4):
2 NO2 (גרם) ↔ נ2או4 (גרם) קç = [נ2או4] קפ = (עמ 'נ2או4)
[ב2]2 (עמ 'ב2)2
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
לא2 הוא גז חום-אדמדם ואילו N2או4 הוא חסר צבע, ובשיווי משקל הם מתערבבים ויוצרים מעין "ענן גז" בצבע חום בהיר בכל רחביו.
2. איזון הטרוגני: הם אלה שלפחות אחד החומרים המשתתפים בתגובה נמצא במצב פיזיקלי שונה מהאחרים, בדרך כלל במצב מוצק. עם זאת, מראה המערכת אינו אחיד, אך ניתן לדמיין שלבים שונים.
במקרים אלה, כאשר נכתבים הביטויים של קבוע שיווי המשקל, אין לכתוב חומרים מוצקים, מכיוון שריכוזם קבוע.
דוגמאות:
HCl(פה) + AgNO3 (aq) ↔ AgCl(ים) + HNO3 (aq) קÇ = [HNO3]____ קפ = אינו מוגדר.
[HCl]. [AgNO3]
Ç(ים) + O2 (גרם) ↔ CO2 (גרם) קÇ = [שיתוף] קפ = (pCO)
[O2] (אבק2)
Zn(ים) + Cu2+(פה) התחת(ים) + Zn2+(פה) קÇ = [תַחַת]2+] קפ = אינו מוגדר.
[זן2+]
כֶּלֶב(ים) + CO2 (גרם) ↔ CaCO3 (ים) קÇ = __1__ קפ = __1__
[שיתוף2] (pCO2)
באיור שהוצג בתחילת הטקסט, הוצגה מבחנה בצד שמאל שהכילה מערכת שיווי משקל הטרוגנית. זו התגובה בין פתרונות נחושת (II) סולפט ונתרן הידרוקסיד. ראה למטה:
CUSO4 (aq) + 2 NaOH(פה) ↔ ב2רק4 (aq) + Cu (OH)2 (ים) קÇ = [בְּ2רק4]____ קפ = אינו מוגדר.
[CuSO]. [NaOH]
שים לב, בין המוצרים נוצר הידרוקסיד הנחושת (II) המשקע, שהוא מוצק ונראה בבירור באמצע התמיסה המימית. הצבע הכחול נובע מיוני נחושת הקיימים במערכת.
* זיכוי עריכה של נחושת (II) הידרוקסיד: מחבר: ор Оsin / תמונה שחולצה מ: ויקימדיה נחלת הכלל
מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה
האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:
FOGAÇA, ג'ניפר רושה ורגס. "איזונים כימיים הומוגניים והטרוגניים"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equilibrios-quimicos-homogeneos-heterogeneos.htm. גישה אליו ב -28 ביוני 2021.
כִּימִיָה
בדוק את הידע שלך ולמד עוד ברשימה זו של תרגילים נפתרים על איזונים כימיים. באמצעות חומר זה תוכלו להבין טוב יותר כיצד לעבוד על קבועי שיווי משקל (Kp, Kc ו- Ki), שינוי שיווי משקל, pH ו- pOH, כמו גם שיווי משקל במה שמכונה פתרונות חיץ.
