14.1 : التوازن الديناميكي

يمثل التفاعل الكيميائي القابل للانعكاس عملية كيميائية تستمر في الاتجاهين الأمامي (من اليسار إلى اليمين) والعكس (من اليمين إلى اليسار). عندما تكون معدلات التفاعلات الأمامية والعكسية متساوية، فإن تركيزات المادة المتفاعلة والمنتج تظل الأنواع ثابتة بمرور الوقت ويكون النظام في حالة توازن. يتم استخدام سهم مزدوج خاص للتأكيد على الطبيعة القابلة للانعكاس للتفاعل.تختلف التركيزات النسبية للمواد المتفاعلة والمنتجات في أنظمة التوازن بشكل كبير ؛ تحتوي بعض الأنظمة في الغالب على منتجات في حالة توازن ، وبعضها يحتوي على معظمها مواد متفاعلة ، وبعضها يحتوي على كميات ملحوظة من كليهما.

التوازن الديناميكي في التفاعلات الكيميائية

ضع في اعتبارك التحلل العكسي لرباعي أكسيد ثنائي النيتروجين عديم اللون لإنتاج ثاني أكسيد النيتروجين البني، كما هو موضح في المعادلة:

عندما يبدأ التفاعل (الوقت = 0) ، يكون تركيز المادة المتفاعلة N₂O₄ محدوداً وتركيز المنتج NO₂ هو صفر، لذلك يستمر التفاعل الأمامي بمعدل محدود بينما يكون معدل التفاعل العكسي صفراً. مع مرور الوقت ، يتم استهلاكN₂O₄ وينخفض ​​تركيزه ، بينما ينتج NO₂ ويزداد تركيزه. يؤدي انخفاض تركيز المادة المتفاعلة إلى إبطاء معدل التفاعل الأمامي ، كما يؤدي تركيز المنتج المتزايد إلى تسريع معدل التفاعل العكسي. تستمر هذه العملية حتى تتساوى معدلات التفاعل الأمامية والعكسية، وفي ذلك الوقت يصل التفاعل إلى التوازن. من#8217; المهم التأكيد على أن التوازن الكيميائي ديناميكي ؛ وإن تفاعل ما عند التوازن لم “يتوقف,” لكنه يسير في الاتجاهين الأمامي والخلفي بنفس المعدل. وبالتالي، عند التوازن، لم تعد تركيزات N₂O₄ و NO₂ تتغير لأن معدل تكوين NO₂ يساوي تمامًا معدل استهلاك NO₂، ومعدل تكوين N₂O₄ يساوي تمامًا بمعدل استهلاك N₂O₄.

التوازن متجانس وغير متجانس

التوازن المتجانس هو التوازن الذي توجد فيه جميع المواد المتفاعلة والمنتجات (وأي محفزات ، إن أمكن) في نفس المرحلة، إما في الطور المائي أو الغازي، كما هو موضح في الأمثلة التالية:

يشتمل التوازن غير المتجانس على المواد المتفاعلة والمنتجات في مرحلتين مختلفتين أو أكثر ، كما هو موضح في المثال التالي:

تم اقتباس هذا النص من Openstax, Chemistry 2e, Section 13.1 Chemical Equilibria.