التوازن الكيميائي له أمثلة عديدة في حياتنا،
وسوف نتعرض هنا لأهم 5 أمثلة منها.
لكن أولاً دعونا نتعرف على أهم سمات هذا النوع من التوازن.
ثم العوامل المؤثرة فيه. وذلك قبل عرض الأمثلة
سمات التوازن الكيميائي
يحدث التوازن الكيميائي عندما تثبت تراكيز المواد المتفاعلة وتراكيز المواد الناتجة
وتتساوى سرعة التفاعل المباشر مع سرعة التفاعل العكسي.
يسمى التوازن في حالة التفاعلات الكيميائية بالتوازن الحركي.
ثابت التوازن الكيميائي عند درجة حرارة معيّنة
يساوي نسبة جداء تراكيز المواد الناتجة إلى جداء تراكيز المواد المتفاعلة عند التوازن
وكلٌّ منها مرفوع إلى الأس الذي يساوي عدد الأمثال التفاعلية المشاركة بها في المعادلة الموزونة (عدد المولات).
في التفاعلات الغازية يمكن التعبير عن تراكيز الغازات بدلالة الضغوط الجزئية مقدرة بـ atm
وبالتالي تعطى عبارة ثابت التوازن بدلالة الضغوط الجزئيّة.
العوامل المؤثرة في حالة التوازن
يلجأ الكيميائيون إلى زيادة مردود بعض التفاعلات المتوازنة
مثل زيادة كمية النشادر الناتج من تفاعل غازي النتروجين والهدروجين
بحدوث بعض التغيرات بتأثير عوامل خارجيّة.
ومن هذه التغيّرات تغير التراكيز أو تغير الضغوط الجزئية أو تغيّر درجة حرارة التفاعل
درس العالم لوشاتوليه التغيرات التي تؤثر في حالة التوازن الكيميائي،
ووضع قاعدة تنصُّ على ما يلي:
إذا حدث تغير في أحد العوامل المؤثرة في جملة كيميائية متوازنة مثل: درجة الحرارة أو التركيز أو الضغط .. يختل التوازن،
فيرجع التفاعل في الاتجاه الذي يعاكس فيه هذا التغير.
فمثلا في حالة زيادة درجة الحرارة يختلّ التوازن فيرجح التفاعل الماص للحرارة.
أما خفض درجة الحرارة يختل التوازن فيرجّح التفاعل الناشر للحرارة.
كما أن عند إضافة حفاز إلى تفاعل متوازن تزداد سرعة التفاعل المباشر
وبالمقدار نفسه سوف تزداد سرعة التفاعل العكسي
أي أنّه يسرع الوصول إلى حالة التوازن ولا يؤثر على قيمة ثابت التوازن.
التوازن الكيميائي للأكسجين
يُستهلك الأكسجين في عمليتي التنفس والاحتراق،
إلا أن نسبته تبقى ثابتة الجوّ تقريباً،
وذلك بفعل إنتاجه المستمر من خلال عملية التركيب الضّوئي التي تقوم بها النباتات الخضراء،
مستهلكة في ذلك غاز ثنائي أكسيد الكربون الناتج عن التنفّس والاحتراق،
وهذا يمثل جزءاً هاماً من التوازن الطبيعي للبيئة.
التوازن الكيميائي لليود
عند مزج حجمين متساويين من غازي الهدروجين وبخار اليود ذي اللون البنفسجي في شروط مناسبة،
يُلاحظ تضاؤل اللون البنفسجي ثم ثباته، حيث إن قيمة ثابتي التوازن بدلالة التراكيز والضغوط الجزئية: ” (K, = Ko (RT An
أما na – ni فهو الفرق بين عدد المولات الغازيّة النّاتجة، وعدد المولات الغازية المتفاعلة.
التوازن الكيميائي بين دم الأم ودم الجنين
يحصل الجنين المتكوّن داخل الرحم على الأكسجين من دم الأم
لأن ثابت التوازن للأكسجين المتفاعل مع هيموغلوبين دم الطفل
أكبر من ثابت التوازن للتفاعل الأكسجين وهيموغلوبين دم الأم.
التوازن في تفاعل الكلوريد والفسفور
يحدث التفاعل المتوازن في شروط مناسبة والممثل بالمعادلة الآتية: + (PCl5(g) = PCl3(g
لكن عند زيادة تركيز PCI يختل التوازن، فيرجح التفاعل في الاتجاه المباشر مما ينقص من تركيز PCls. 2.
أما عند زيادة تركيز Cl2 يختلّ التّوازن فيرجح التفاعل في الاتجاه العكسي لإنقاص تركيز Cl2. 3.
في حين أنه عند إنقاص تركيز PCl3 يختل التوازن، فيرجح التفاعل في الاتجاه المباشر لزيادة تركيز PCl3.
التوازن في المياه الغازية
تحضّر المياه الغازية عن طريق تعريض سطح الماء لغاز ثنائي أكسيد الكربون تحت ضغط مرتفع
حتى يقوم الماء بامتصاص الغاز وفق لتفاعل معين.
لذلك فإنه عند فتح القارورة نلاحظ خروج الغاز بسبب رجحان التفاعل العكسي.
