نسخة الفيديو النصية
انظر نظام الاتزان: نيكل صلب زائد غاز CO2 في حالة اتزان مع غاز CO زائد NiO صلب. ما التعبير الصحيح لثابت الاتزان لهذا النظام؟
يستخدم ثابت الاتزان، أو 𝐾c، لقياس كمية اتزان تفاعل كيميائي. دعونا نفترض أن لدينا تفاعلًا كيميائيًّا عامًّا مثل هذا التفاعل، حيث تمثل الأحرف الصغيرة المعاملات التكافئية، على حين تمثل الأحرف الكبيرة الأنواع الكيميائية المشاركة في التفاعل. دعونا نناقش كيفية تعريف ثابت الاتزان.
في بسط التعبير سنضع تركيزات الاتزان للنواتج. يمكننا الإشارة إلى التركيز في هذه الصيغة باستخدام الأقواس المعقوفة. وسنضع تركيزات الاتزان للمتفاعلات في المقام. قد يعبر عن تركيزات الاتزان هذه بوحدات المولار، أو مول لكل لتر، أو مول لكل ديسيمتر مكعب.
لإكمال تعبير ثابت الاتزان، سنرفع كل نوع كيميائي إلى قوة معامله التكافئي. من المهم أن نعرف ثابت الاتزان لنظام مغلق، وهو نظام لا يسمح بتبادل المادة مع الوسط المحيط. فإذا لم يكن النظام مغلقًا، يمكن للمادة أن تتسرب بمرور الوقت؛ الأمر الذي سيؤدي إلى تغير التركيزات. والآن بعد أن تعرفنا على كيفية تكوين ثابت اتزان، دعونا نحدد واحدًا للمعادلة في هذه المسألة.
أول ما علينا فعله لتكوين تعبير ثابت الاتزان هو وضع تركيزات النواتج لدينا في بسط التعبير. سنضع ناتجينا، وهما أول أكسيد الكربون وأكسيد النيكل، بين قوسين معقوفين للإشارة إلى التركيز. بعد ذلك، سنضع تركيز المتفاعلات، أي ثاني أكسيد الكربون والنيكل، في المقام. ويوجد الرقم واحد ضمنيًّا أمام كل نوع كيميائي في معادلة التفاعل. وبناء على ذلك سنرفع كل نوع كيميائي إلى قوة واحد. وبما أن العدد المرفوع للقوة واحد يساوي نفسه، إذن يمكننا استبعاد الآحاد من تعبير ثابت الاتزان.
لقد أوشكنا على الحصول على تعبير ثابت الاتزان، ولكن ثمة نقطة واحدة لم نتطرق إليها بعد. لاحظ أن المتفاعل النيكل والناتج أكسيد النيكل كليهما؛ في الحالة الصلبة. ولا يتغير تركيز النوع الكيميائي في الحالة الصلبة كثيرًا عند تحوله إلى الاتزان. ولذلك لا نضع المواد الصلبة في تعبير ثابت الاتزان. ومن ثم، سنحذف تركيزات أكسيد النيكل والنيكل من تعبير 𝐾c لدينا. أصبح لدينا الآن التعبير الصحيح لثابت الاتزان لهذا النظام. 𝐾c يساوي تركيز أول أكسيد الكربون مقسومًا على تركيز ثاني أكسيد الكربون.
