العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي

العوامل التي تؤثر على التوازن الكيميائي هي أهم الشروط التي يجب ملاحظتها أثناء التفاعل الكيميائي، كما أنها تؤثر على صياغة وشكل المعادلة الكيميائية، من المواد المتفاعلة والمواد الوسيطة إلى المنتجات، ومن ثم توحد هذه العوامل العديد من مفاهيم العوامل الأساسية والأساسية في عالم الكيمياء والفيزياء وحتى الرياضيات.

تفاعل كيميائي

قبل تحديد العوامل التي تؤثر على التوازن الكيميائي، من الضروري تحديد التفاعل الكيميائي، وهو عملية بين المواد المتفاعلة التي تنطوي على تفكك الروابط الكيميائية وتكوين روابط جديدة، مما يؤدي إلى ظهور مواد جديدة مختلفة يشار إليها كمنتجات. التي تتميز ببعض الخصائص الكيميائية والفيزيائية والكائنات الحية تعرف التفاعلات الكيميائية. وتشمل هذه، على سبيل المثال، التنفس، والتخمير، والتمثيل الغذائي، والتمثيل الضوئي، وعمليات الأكسدة والاحتراق.[1]

تعريف التوازن الكيميائي

يتضمن البحث عن العوامل المؤثرة في التوازن الكيميائي تعريف هذا التوازن، والذي يسمى في اللغة الإنجليزية “التوازن الكيميائي”، وهي حالة ديناميكية يصبح فيها التفاعل مستقرًا، حيث يتناقص تركيز المواد المتفاعلة والمنتجات بعد ذلك بوقت معين انقضت، وانعكس التوازن الكيميائي في نفس معدل التفاعل بين الاتجاهين الأمامي والخلفي.[2]

أنواع التوازن الكيميائي

من أجل فهم وتفسير العوامل التي تؤثر على التوازن الكيميائي، من الضروري تحديد أنواع هذا التوازن، والتي تنقسم من وجهة نظر كيميائية إلى[3]

• توازن ثابت حالة تكون فيها المواد المتفاعلة والمنتجات مستقرة ولا تتغير.
• التوازن الديناميكي هو تفاعل ثابت بين الأنواع بتركيزات ثابتة، لكن المواد المتفاعلة والمنتجات في تبادل مستمر.

العوامل المؤثرة على التوازن الكيميائي

يصل التفاعل الكيميائي إلى حالة توازن كيميائي بعد انقضاء فترة زمنية معينة، وهي حالة معقدة حيث تتأثر بعدة عوامل مختلفة، على النحو التالي

نسبة الضغط

يؤثر الضغط على حالة التوازن الذاتي عندما يتضمن التفاعل الحالة الغازية، وفقًا لقانون الغاز المثالي (PV = n × R × T)، حيث P هو الضغط بوحدات الضغط الجوي و V هو حجم الغاز بوحدات لتر، بينما يمثل n عدد المولات في الغاز و R هو ثابت الغاز العام وهو 0.0821 L × الضغط الجوي / مول × K وأخيرًا T هي درجة حرارة الغاز في كلفن.[4]

تركيز المواد الكيميائية

أحد العوامل التي تؤثر على التوازن الكيميائي هو تركيز المواد المتفاعلة وحتى المنتجات، مما يؤدي إلى اختلال التوازن الكيميائي، وفقًا لمبدأ العالم الفرنسي Henri Le Chatelier، الذي ينص على أن أي تغيير يؤثر على أحد العوامل يغير التوازن. أنفسهم، حتى يكون تأثير هذا التغيير باطلاً.[4]

أضف غازًا خاملًا

تؤدي إضافة غاز خامل في تفاعل كيميائي إلى زيادة الضغط الكلي الذي يشمل المواد المتفاعلة ومنتجات التفاعل، وبالتالي لا تؤثر الغازات الخاملة على التوازن الكيميائي ما لم تؤثر على تركيز أو ضغط أي من المواد المتفاعلة أو المنتجات بشكل فردي.[6]

درجة الحرارة

تعتبر درجة الحرارة من أهم الشروط التي تتحكم في حالة التوازن الكيميائي لأنها تؤثر على حالة المواد وسرعة حركة الجزيئات وتقسيم التفاعلات بين تفاعلات ماصة وطاردة للحرارة وبالتالي تغير درجة الحرارة اتجاه التفاعل الكيميائي .[4]

مواد محفزة

لا تؤثر المحفزات على التوازن الكيميائي، حيث إنها تزيد من معدل التفاعل في الكيمياء، وبالتالي فإن مبدأ Le Chatelier لا ينطبق هنا.[5]

تتطلب العوامل التي تؤثر على التوازن الكيميائي المعرفة والإلمام بالمفاهيم الكيميائية الأساسية والمصطلحات والقوانين. في العالم التطبيقي، من الضروري شرح العديد من الظواهر الطبيعية والعديد من العمليات الأساسية في الكائنات الحية وحتى في مختلف الصناعات مثل الصيدلة، للشرح وصناعة الأغذية .

1. ^wikiwand.com، تفاعل كيميائي 15.12.2024
2. ^you.edu.eg، التوازن الكيميائي 15.12.2024
3. ^rockedu.rockefeller.edu، أنواع التوازن 15.12.2024
4. ^2012books.lardbucket.org، 15.5 العوامل التي تؤثر على التوازن 15.12.2024
5. ^chem.libretexts.org، مبادئ Le Chatelier 15.12.2024
6. ^chem.libretexts.org، تأثير الضغط على توازن الطور الغازي 15.12.2024