Question

ما أثر الضغط على حالة الاتزان؟

ما أثر الضغط على ثابت  الاتزان؟

ما أثر زيادة الضغط على حالة الاتزان؟

Answer 1

نجد أن العوامل المؤثرة على حالة الاتزان هي:

(1) التركيز (2) الضغط (3) درجة الحرارة (4) المواد الحفازة

مبدأ لوشاتيليه في التفاعلات 

إذا اثر مـؤثـر مـا مثل درجة الحرارة أو الضغط أو التركيز على تفاعل كيميائي في حالة اتزان فإن التفاعل يسير في الاتجاه الذي يقاوم هذا المؤثر.

أثر الضغط على حالة وثبات الاتزان

- يمكن تلخيص أثر الضغط على حالة وثبات الاتزان كما يلي:

- وهذا يعني أن زيادة الضغط يجعل التفاعل ينزاح نحو الاتجاه ذو عدد المولات الأقل ، وانقاص الضغط يجعل التفاعل ينزاح نحو الاتجاه ذو عدد المولات الأكثر ، أما عند تساوي عدد المولات فإن زيادة أو نقص الضغط لا يؤثر على حالة الاتزان.

Δn = مجموع عدد مولات (معاملات) المواد الغازية الناتجة - مجموع عدد مولات ( معاملات) المواد الغازية المتفاعلة.

ملاحظات هامة
(1) الضغط لا يؤثر إلا على المادة الغازية فقط.
(2) الضغط يتناسب طردياً مع التركيز وعكسياً مع الحجم.
(3) الضغط يعتمد على عدد مولات الغاز (عدد جزيئات الغاز). 

- من المعلوم أن ضغط الغاز ناتج عن تصادم جـزيئـات الـغـاز مـع جدران الوعاء الحاوي له ، ویزداد الضغط بازدياد عدد جزيئات الغاز.

- وعند زيادة الضغط (انقاص حجم وعاء التفاعل) لتفاعل في حالة الاتزان فإن النظام سوف يتجه نحو الجهة التي يقلل فيها من أثر الضغط ( حسب مبدأ لوشاتيليه) أي سوف يتجه الاتزان نحو الجهة التي عدد جزيئاتها أقل ، وهذا يؤدي إلى تقليل الضغط.

- أما عند انقاص الضغط (زيادة حجم وعاء التفاعل) لتفاعل في حالة اتزان فإن النظام سوف يتجه نحو الجهة التي عدد جزيئاتها أكبر ، وذلك لتقليل أثر النقص في الضغط.

- أما في حالة تساوي اعداد مولات المتفاعلات والنواتج فإن زيادة أو نقص الضغط لا تؤثر في كميات المتفاعلات والنواتج عند الاتزان لأن النظام لا يستطيع أن يزيل أثر هذا التغير.

Answer 2

مسائل محلولة على أثر الضغط على حالة وثبات الاتزان

مثال (1): حسب التفاعل التالي:

 _(g)2 H_{2 (g)} + O_{2 (g)} = 2 H₂O

(1) بين اثر زيادة الضغط الكلي ( إنقاص الحجم ) على كل مما يلي:

- حالة الاتزان

- كميات المواد المتفاعلة و المواد الناتجة

- قيمة ثابت الاتزان

(2) بين اثر إنقاص الضغط الكلي ( زيادة الحجم ) على كل مما يلي:

- حالة الاتزان

- كميات المواد المتفاعلة و المواد الناتجة

- قيمة ثابت الاتزان

الحل:

لاحظ أن عدد مولات الغازات المتفاعلة أكبر من عدد مولات الغازات الناتجة

(1) اثر زيادة الضغط الكلي ( إنقاص الحجم ) على:

- حالة الاتزان:

عدد مولات المواد المتفاعلة = 3 ، عدد مولات المواد الناتجة = 2

بما أن عدد المولات للمواد المتفاعلة أكبر من الناتجة لذلك سوف يتجه الاتزان نحو الجهة التي عدد مولاتها (جزيئاتها) أقل ، وذلك لتقليل أثر الزيادة في الضغط ، أي أن الاتزان سوف ينزاح نحو اليمين (باتجاه المواد الناتجة)

- كميات المواد المتفاعلة والناتجة:

تنقص كمية (H₂) ، تنقص كمية (O₂) ،  تزداد كمية (H₂O)

- قيمة ثابت الاتزان :

زيادة أو نقص الضغط الكلي على المجموعة لا يؤدي إلى تغير في قيمة ثابت الاتزان

(2) اثر إنقاص الضغط الكلي ( زيادة الحجم ) على:

- حالة الاتزان:

عدد مولات المواد المتفاعلة = 3  ، عدد مولات المواد الناتجة = 2

بما أن عدد المولات للمواد المتفاعلة أكبر من الناتجة لذلك سوف يتجه الاتزان نحو الجهة التي عـدد مـولاتهـا (جزيئاتها) أكـبـر ، وذلك لتقليل أثر النقص في الضغط . أي أن الاتزان سـوف ينزاح نحو اليسار (باتجاه المواد المتفاعلة).

- كميات المواد المتفاعلة والناتجة:

تزداد كمية (H₂) ، تزداد كمية (O₂) ، تنقص كمية (H₂O)

- قيمة ثابت الاتزان:

زيادة أو نقص الضغط الكلي على المجموعة لا يؤدي إلى تغير في قيمة ثابت الاتزان.

مثال (2): حسب التفاعل التالي:

 _(g) 2NH_{3 (g)} = 3 H_{2 (g)} + N₂

(1) بين اثر زيادة الضغط الكلي (إنقاص الحجم) على كل مما يلي:

- حالة الاتزان

- كميات المواد المتفاعلة و المواد الناتجة

- قيمة ثابت الاتزان

(2) بين أثر إنقاص الضغط الكلي (زيادة الحجم) على كل مما يلي:

- حالة الاتزان

- كميات المواد المتفاعلة و المواد الناتجة

- قيمة ثابت الاتزان

الحل:

لاحظ أن عدد مولات الغازات الناتجة أكبر من عدد مولات الغازات المتفاعلة

(1) اثر زيادة الضغط الكلي ( إنقاص الحجم ) على:

- حالة الاتزان:

عدد مولات المواد المتفاعلة = 2 ، عدد مولات المواد الناتجة = 4

بما أن عدد المولات للمواد الناتجة أكبر من المتفاعلة لذلك سوف يتجه الاتزان نحو الجهة التي عـدد مـولاتها (جزيئاتها) أقل ، وذلك لتقليل أثر الزيادة في الضغط . أي أن الاتزان سـوف ينزاح نحو اليسار (باتجاه المواد المتفاعلة)

- كميات المواد المتفاعلة والناتجة:

تنقص كمية (N₂) ، تنقص كمية (H₂) ، تزداد كمية (NH₃)

- قيمة ثابت الاتزان:

زيادة أو نقص الضغط الكلي على المجموعة لا يؤدي إلى تغير في قيمة ثابت الاتزان.

(2) اثر إنقاص الضغط الكلي ( زيادة الحجم ) على:

- حالة الاتزان:

عدد مولات المواد المتفاعلة = 2 ، عدد مولات المواد الناتجة = 4

بما أن عدد المولات للمواد الناتجة أكبر من المتفاعلة لذلك سوف يتجه الاتزان نحو الجهة التي عـدد مـولاتها (جزيئاتها) أكـبـر ، وذلك لتقليل أثر النقص في الضغط . أي أن الاتزان سوف ينزاح الاتزان نحو اليمين (باتجاه المواد الناتجة) .

 كميات المواد المتفاعلة والناتجة:

تزداد كمية (N₂) ، تزداد كمية (H₂) ، تنقص كمية (NH₃)

- قيمة ثابت الاتزان:

زيادة أو نقص الضغط الكلي على المجموعة لا يؤدي إلى تغير في قيمة ثابت الاتزان

Answer 3

مثال (3): حسب التفاعل التالي:

2HCl _(g) =  H_{2 (g)} + Cl_2 (g)

(1) بين أثر زيادة الضغط الكلي ( إنقاص الحجم ) على كل مما يلي: 

- حالة الاتزان

- كميات المواد المتفاعلة و المواد الناتجة

- قيمة ثابت الاتزان

(2) بين اثر إنقاص الضغط الكلي ( زيادة الحجم ) على كل مما يلي:

- حالة الاتزان

- كميات المواد المتفاعلة و المواد الناتجة

- قيمة ثابت الاتزان

الحل:

لاحظ أن عدد مولات الغازات الناتجة يساوي عدد مولات الغازات المتفاعلة

عدد مولات المواد المتفاعلة = 2 ، عدد مولات المواد الناتجة = 2

عند تساوي عدد المولات فإن زيادة الضغط الكلي (إنقاص الـحـجـم) أو إنقاص الضغط الكلي (زيادة الحجم) لن يؤثر على حالة الاتزان.

ولا يؤثر على كـمـيـات المواد المتفاعلة والمواد الناتجة ، ولا علـى قـيـمـة ثابت الاتزان ، ولكن التراكيز تزداد بنفس النسبة عند زيادة الضغط ، وتنقص التراكيز بنفس النسبـة عند نقص الضغط.