Question

ما هو حاصل التفاعل Reaction Quotient ؟ وكيف يتم حسابه؟

تعريف حاصل التفاعل Q ؟ وكيف يتم حسابه؟

أهمية حاصل التفاعل Q ؟

Answer 1

حاصل التفاعل Reaction Quotient (Q)

- هذا الموضوع سوف يتم التعرف هل المواد الممـزوجـة فـي حـالة اتزان لحظة مـزجـهـا أم لا (بمعلومية عدد المولات أو التراكيز) وذلك باستخدام حاصل التفاعل (Q)

- تعريف حاصل التفاعل (رائز التفاعل) Q

هو قيمة افتراضية لثابت الاتزان تحسب في لحظة ما خلال التفاعل بوصوله إلى حالة الاتزان.

- في هذا النوع من المسائل يعطى في المثال ثابت الاتزان الفعلي للتفاعل ويعطيك أيضاً تراكيز عدد المولات او الضغوط الجزئية للمواد التي تم مزجها ثم يطلب منك ما يلي : 

(1) هل التفاعل متزن لحظة مزج المواد؟ هل يحدث تفاعل منظور بعد المزج؟

(2) أذا لم يكن الـتـفـاعـل مـتـزن فـفـي أي اتجاه يسير التفاعل للوصول إلى حالة الاتزان ( نحو اليمين او اليسار)

(3) ما أثر ذلك على كميات المواد المتفاعلة والناتجة

يمكن توضيح خلال الجدول التالي:

كيفية حل مسائل حاصل التفاعل Q

(1) نوجد قيمة الكسر Q

وذلك بقسمة حاصل ضرب تراكيز (أو ضغوط) المواد الناتجة على حاصل ضرب تراكيز (او ضغوط) المواد المتفاعلة بحيث تكون كل مادة مرفوعة لقوة تساوي معاملها في المعادلة الموزونة.

(2) إذا كانت قيمة الكسر Q تساوي ثابت الاتزان K يعنى (K = Q)

فإن المواد في حالة اتزان لحظة مزجها ، أي أن كميات المواد المتفاعلة والناتجة لا تتأثر. 

(3) إذا كانت قيمة الكسر Q لا تساوي ثابت الاتزان K 

فأن المواد ليست في حالة اتزان لحظة مزجها لذلك: 

(أ) إذا كانت قيمة الكسر أكبر من قيمة ثابت الاتزان (K < Q) 

فإنه لا بد من انقاص قيمة الكسر حتى تساوي K أي أن قيمة البسط تنقص وقيمة المقام تزداد ، وذلك بتحول جزء من المواد الناتجة إلى مواد متفاعلة ، أي ينزاح الاتزان نحو اليسار.

(ب)  إذا كانت قيمة الكسر Q أقل من قيـمـة ثـابت الاتزان (K > Q) 

فإنه لا بد من زيادة قيمة الكسر حتى تساوي K أي أن قيمة البسط تزداد وقيمة المقام تنقص ، وذلك بتحول جزء من المواد المتفاعلة إلى مواد ناتجة ، أي ينزاح الاتزان نحو اليمين .

Answer 2

مسائل محلولة على حاصل التفاعل

مثال (1): حسب التفاعل التالي: 

H_{2 (g)} + I_{2 (g)} = 2 HI _(g)

فإذا علمت ان ثابت الاتزان يساوي 60 فـمـا أثر مـزج المواد التـاليـة على حالة الاتزان وعلى كميات المواد المتفاعلة والناتجة:

 H₂] = 0.01 M, [I₂] = 0.15 M , [HI] = 0.3 M]

الحل:

نلاحظ أن قيمة: 

K_c = Q

التفاعل في حالة اتزان ولا يحدث تفاعل ، أي أن كميات المواد المتفاعلة والناتجة لا تتغير

مثال (2): يتفكك غاز (NOBr) حسب التفاعل:

2NOBr _(g) = 2 NO _(g) + Br_{2 (g)} 

وعند درجـة حـرارة ^°250C وجد أن ثابت الاتزان (K_p) يساوي ^2-10 × 2.25 وضح مـا يحدث للتفاعل عند خلط:

0.5atm مـن NOBr و 0.4atm من NO و 0.2atm من Br₂

الحل: 

من السؤال قيمة ثابت الاتزان للتفاعل هي : ( ^2-10 × 2.25 = K_p) .

نحسب قيمة الكسر (Q):

نقارن قيمة (Q) بقيمة (K_p) لنجد أن: 

K_p < Q

- المواد ليست في حالة اتزان لذا سوف ينزاح الاتزان نحو اليسار باتجاه المواد المتفاعلة أي أن كميات المواد المتفاعلة تزداد وكميات المواد الناتجة تقل كما يلي: 

كمية (NOBr) تزداد

كمية (NO) تقل

كمية (Br₂) تقل

مـثـال (3): وضع 0.5mol من SO2 و 0.1mol من (O₂) 0.7mol مـن (SO₃) في وعاء حـجـمـه (1L) عند 1000K وكانت ( 10² × 2.8 = K_c ) عند الاتزان لـلـتـفـاعل التالي:

2SO_{2 (g)} + O_{2 (g)} = 2 SO_{3 (g)}  

(1) وضح بالحسابات هل المواد بحالة اتزان؟

(2) في أي اتجاه ينزاح التفاعل للوصول إلى حالة الاتزان؟

(3) ما أثر ذلك على تراكيز المواد المتفاعلة والناتجة؟

الحل:

(1) من السؤال قيمة ثابت الاتزان للتفاعل هي . (K_c = 2.8 x 10²)

حيث أن الحجم لتر واحد:

 SO₂] = 0.5 mol  , [O₂] = 0.1 mol , [SO₃] = 0.7 mol]

نحسب قيمة الكسر (Q):

نقارن قيمة (Q) بقيمة (K_c) لنجد أن:

 K_c > Q

أذاَ التفاعل ليس في حالة اتزان.

(2) التفاعل ينزاح نحو اليمين (باتجاه النواتج).

(3) ترکیز (SO₃) يزداد ، تركيز (O₂) يقل ، تركيز (SO₂) يقل

مثال (4): تبلغ قيمة ثابت الاتزان للتفاعل: 

H_{2 (g)} + I_{2 (s)} = 2 HI _(g) 

0.4 عند ^°30C فأي من الحالات التالية في حالة اتزان ، وإن لم تكن في حالة ففي أي اتجاه يسير التفاعل للوصول لحالة الاتزان:

 موجود = P_H2 = 0.1atm , P_HI = 0.9atm , I₂ 

 موجود = P_H2 = 2.5atm , P_HI = 0.15atm , I₂ 

الحل:

(1)

التفاعل ليس في حالة اتزان ، وللوصول لحالة الاتزان ينزاح نحو اليسار .

(2)

التفاعل ليس في حالة اتزان ، وللوصول لحالة الاتزان ينزاح نحو اليمين.