|
قال تعالى : {وَالأَرْضَ مَدَدْنَاهَا وَأَلْقَيْنَا فِيهَا رَوَاسِيَ وَأَنبَتْنَا فِيهَا مِن كُلِّ شَيْءٍ مَّوْزُونٍ} (19) سورة الحجر
وحدانية الله عز وجل في هذا الكون ظاهرة للعيان وبادية حتى للعميان ممن أعمى الله بصائرهم من الملحدين والكفار. فكل شيءٍ فيه يدل على أنه واحد متفردٌ بالخلق والتدبير . فالكون محكوم بقدرة الله القادر بمجموعة من القوانين الربانية عرفنا منها نحن البشر ما عرفنا وما لم نعرفه أكثر مما عرفنا {وَمَا أُوتِيتُم مِّن الْعِلم إِلاَّ قَلِيلاً} (85) سورة الإسراء
ومن هذه القوانين ( الطبيعية ) الربانية قانون التوازن ( الاتزان ) ومنها الاتزان الكيميائي وهو موضوعنا في هذا الدرس.
يمكن تقسيم التفاعلات الكيميائية من حيث مدى تحول المواد المتفاعلة إلى نواتج إلى قسمين :
1- تفاعلات تامة ( غير انعكاسية ) وهي التفاعلات التي تتحول فيها كل المواد المتفاعلة إلى نواتج ( تفاعل في اتجاه واحد ) .
مثال : احتراق سكر الجلوكوز
C6H12O6(s) + 6 O2 (g) ------> 6 H2O(g) + 6 CO2
2- تفاعلات غير تامة ( انعكاسية ) وهي التفاعلات التي لا تتحول فيها جميع المواد المتفاعلة إلى نواتج ( تفاعل في اتجاهين ) .
مثال
N2H4(g) = 2H2 (g) + N2(g) i
وحالة الاتزان الكيميائي صفة تتعلق بالتفاعلات الانعكاسية . فبخار الماء الساخن يتفاعل مع غاز أول أكسيد الكربون لانتاج غاز الهيدروجين وغاز ثاني أكسيد الكربون .
H2O + CO  H2 + CO2 وبمجرد تكون كمية كافية من النواتج نجد أن غاز الهيدروجين يتفاعل مع غاز ثاني أكسيد الكربون لانتاج بخار الماء وغاز أول أكسيد الكربون .
H2O + CO H2 + CO2 فنجد أن هناك تفاعلين في وعاءِ واحد تفاعل في الاتجاه الأصلي وتفاعل بالاتجاه العكسي وكل تفاعل منهما له سرعة تفاعل .
بمرور الزمن نلاحظ نقصان سرعة التفاعل الأصلي نظراً لنقصان تركيز المواد المتفاعلة . وفي المقابل نجد زيادة في سرعة التفاعل العكسي نظراً لزيادة تركيز المواد الناتجة .
وفي اللحظة التي تتساوى فيها سرعة التفاعلين الأصلي والعكسي يكون قد وصل التفاعل إلى حالة الاتزان .
إذاً فحالة الاتزان هي الحالة التي تتساوى عندها سرعة التفاعلين العكسيين .
وعند حالة الاتزان تثبت تراكيز المواد الموجودة في التفاعل كما تثبت الخواص المرئية مثل اللون .
ففي تفاعل هابر لتحضير غاز النشادر في الصناعة نجد أن تراكيز كلاً من غاز الهيدروجين وغاز النيتروجين وغاز النشادر ثابتة عند وصول التفاعل إلى حالة الاتزان .  
الاتزان النشط : إن ثبات تركيز المواد في التفاعل المتزن وكذلك ثبات الخواص الفيزيائية لا يعني أن التفاعل قد توقف بل أن هذا السكون الملاحظ ناتج عن تساوي سرعة التفاعلين العكسيين ( حالة الاتزان ) فالتفاعل في الحقيقة نشط وليس متوقفاً كما يبدوا من ثبات التركيز والخواص .
ثابت الاتزان الكيميائي
في أي تفاعل متزن وجد عملياً أن النسبة ما بين تراكيز المواد الناتجة إلى تراكيز المواد المتفاعلة تساوي مقدار ثابت عند درجة حرارة معينة مهما كانت التراكيز الابتدائية للمواد . عرف هذا الثابت باسم ثابت الاتزان الكيميائي .
وقيمة ثابت الاتزان عبارة عن كسرً بسطه حاصل ضرب تراكيز المواد الناتجة ومقامه يساوي حاصل ضرب تراكيز المواد المتفاعلة مرفوعاً تركيز كل مادة إلى أسٍ يساوي معامل هذه المادة في المعادلة الموزونة .
ويعرف القانون الذي يضم ثابت الاتزان باسم قانون الاتزان الكيميائي .
وهناك مفهوم خاطيء لدى بعض الطلاب وهو ظنهم بأنه عند حالة الاتزان تتساوى تراكيز المواد الناتجة والمواد المتفاعلة وهذا الفهم ليس صحيحاً فثبات التركيز ليس معناه التساوي ، صحيح قد يكون هناك حالات اتزان لتفاعلات معينة تتساوى فيها التراكيز في الطرفين ولكنها نادرة جداً .
والصورتين التاليتين توضحان مفهوم الاتزان النشط .
استنتاج قانون الاتزان الكيميائي من قانون سرعة التفاعل .
ثابت الاتزان Kc وثابت الاتزان Kp والعلاقة بينهما .
يرمز لثابت الاتزان في تفاعلات المحاليل المائية بالرمز Kc حيث يعبر عن تركيز المواد بالمولارية [...]
NaCl(aq) + AgNO3(aq) = AgCl(s) + NaNO3(aq) i
كما يرمز لثابت الاتزان في تفاعلات الغازات بالرمز Kp حيث يعبر عن تركيز المواد بالضغط الجزئي P
والقانون التالي يوضح العلاقة بينهما :
Kp = Kc X RT (∆H) i
حيث ( دلتا اتش ) = عدد مولات النواتج - عدد مولات المواد المتفاعلة . ملاحظة : المواد ذات التركيز الثابت ( السوائل النقية والمواد الصلبة ) لا تكتب في قانون الاتزان .دلالة قيمة ثابت الاتزان القيم الكبيرة لثابت الاتزان K > 1 تدل على أن معظم المواد المتفاعلة تتحول إلى نواتج عند الاتزان فثابت الاتزان للتفاعل التالي : = 2 x عشرة أس 15
والقيم الصغيرة K < 1 فتدل على أن معظم المواد المتفاعلة لا تتحول إلى نواتج عند حالة الاتزان
فثابت الاتزان للتفاعل التالي :
AgBr(s) = Ag+(aq) + Br-(aq) i
Ksp = [Ag+][Br-] = 5.0 x 10-13
أما القيمة K = 1 فهذا يدل على أنه عند حالة الاتزان يكون تركيز المواد الناتجة مساوي لتركيز المواد المتفاعلة .
|
الاتزان الكيميائي
بواسطة: 
بإستخدام
