نسخة الفيديو النصية
يمكن إنتاج أكسيد الكالسيوم على نطاق واسع من خلال تسخين كربونات الكالسيوم في فرن. يستخدم الفرن قدرًا كبيرًا من الطاقة عند تسخينه إلى درجة الحرارة اللازمة، وتضاف كربونات الكالسيوم بشكل متكرر للحفاظ على استمرارية التفاعل، كما هو موضح. CaCO3 الصلب في حالة اتزان مع CaO الصلب زائد CO2 الغاز. لماذا لا يصل هذا التفاعل إلى الاتزان؟ أ: لأن الفرن ساخن جدًّا. ب: لأن معدل التفاعل بطيء جدًّا. ج: لأن التفاعل غير انعكاسي. د: لأن كمية المتفاعلات والنواتج تظل ثابتة. هـ: لأن الفرن ليس نظامًا مغلقًا.
لكي نفهم سبب عدم وصول هذا التفاعل إلى الاتزان، نحتاج أولًا إلى فهم معنى الاتزان. الاتزان الديناميكي اتزان بين تفاعل أمامي وتفاعل عكسي يحدثان بنفس المعدل الذي لا يساوي صفرًا. يمكننا أن نرى أن معادلة التفاعل المعطاة معادلة اتزان؛ حيث يمكن أن يحدث فيها كل من التفاعلين الأمامي والعكسي. إذن، يمكن أن يصل التفاعل إلى الاتزان إذا حدث التفاعلان الأمامي والعكسي بالمعدل نفسه.
لكن علمنا من السؤال أنه عند إجراء هذا التفاعل على نطاق واسع في فرن، فإنه لا يصل إلى الاتزان. إذا نظرنا إلى معادلة التفاعل، سنلاحظ أن اثنين من الأنواع المتضمنة مواد صلبة والنوع الثالث غاز. والفرن الذي يحدث فيه هذا التفاعل نظام مفتوح. هذا يعني أنه يمكن تبادل المادة مع الوسط المحيط. لذا، عند تسخين كربونات الكالسيوم في الفرن، يمكن أن يخرج غاز ثاني أكسيد الكربون. وإذا لم يعد ثاني أكسيد الكربون موجودًا، فلن تتوفر في الفرن المركبات اللازمة لحدوث التفاعل العكسي. وبدون التفاعل العكسي، لا يمكن أن يتحقق الاتزان.
إذن، إذا كان تفاعل الاتزان يتضمن غازات، فلا يمكن أن يتحقق الاتزان الديناميكي إلا في نظام مغلق، وهو نظام لا يسمح بتبادل المادة مع الوسط المحيط. ومن ثم، لا يصل هذا التفاعل إلى الاتزان لأن الفرن ليس نظامًا مغلقًا، وهو الخيار هـ.
