نسخة الفيديو النصية
لتحديد التعبير الصحيح لـ 𝐾c لنظام الاتزان الآتي: CaCO3 الصلب يتفكك انعكاسيًّا لينتج CaO الصلب زائد CO2 الغاز، أي التعبيرات الآتية صواب؟ أ: 𝐾𝑐 يساوي تركيز CaO في تركيز CO2 مقسومًا على تركيز CaCO3. ب: 𝐾𝑐 يساوي تركيز CaCO3 مقسومًا على تركيز CaO في تركيز CO2. ج: 𝐾𝑐 يساوي واحدًا مقسومًا على تركيز CO2. د: 𝐾𝑐 يساوي تركيز CO2.
في هذا السؤال علينا تحديد المعادلة الصحيحة لـ 𝐾𝑐 للتفكك الانعكاسي لمركب كربونات الكالسيوم. في البداية علينا ملاحظة أن كل الأنواع في التفاعل ليست في الحالة نفسها أو الطور نفسه. هذا نظام اتزان غير متجانس. ونظام الاتزان غير المتجانس هو نظام يحتوي على مواد كيميائية ليست كلها في الحالة نفسها أو الطور نفسه. بخلاف المعادلة المذكورة في السؤال، ثمة مثال آخر على نظام الاتزان غير المتجانس، وهو التفاعل الانعكاسي للكربون والماء.
من ناحية أخرى فإن نظام الاتزان المتجانس هو نظام يحتوي على مواد كيميائية كلها في الحالة نفسها أو الطور نفسه. ومن أمثلة ذلك تكوين جزيئات الأمونيا. في هذا النظام جميع المواد المتفاعلة والمواد الناتجة تكون في الحالة الغازية.
دعونا نفرغ بعض المساحة وننظر إلى التعبيرات المستخدمة لتحديد ثابت الاتزان.
من السهل نسبيًّا تحديد معادلة 𝐾𝑐 لنظام اتزان متجانس. توضح المعادلات الجبرية كيف يمكننا دائمًا تحديد معادلة 𝐾𝑐 لتفاعل نظام اتزان متجانس. في معادلة 𝐾𝑐، توضع تركيزات النواتج في البسط، وتوضع تركيزات المتفاعلات في المقام. وتكون المعاملات التكافئية للمتفاعلات والنواتج هي أسس هذه التركيزات.
إذا استخدمنا معادلة إنتاج الأمونيا مثالًا، فسنجد أن 𝐾𝑐 يساوي تركيز NH3 أس اثنين مقسومًا على تركيز N2 في تركيز H2 أس ثلاثة. لكن من الأصعب تحديد معادلة 𝐾𝑐 لنظام اتزان غير متجانس. إننا نميل إلى استبعاد تركيزات المواد الصلبة والسوائل في الأنظمة الكيميائية التي تحتوي على مركبات أو عناصر كيميائية غازية أخرى. فلا ندرج تركيزات المواد الصلبة والسوائل؛ لأن هذه القيم ثابتة في الأساس.
الآن لننظر إلى التفاعل الانعكاسي المعطى في السؤال. تحتوي المعادلة على مادتين كيميائيتين في الحالة الصلبة، ومادة كيميائية في الحالة الغازية. لسنا بحاجة إلى الأخذ في الاعتبار تركيز أي من مركب كربونات الكالسيوم الصلب أو مركب أكسيد الكالسيوم الصلب. إذن لا بد أن تكون الإجابة هي المعادلة البسيطة جدًّا؛ 𝐾𝑐 يساوي تركيز CO2.
لنعد إلى خيارات الإجابة. نجد أن التعبير الصحيح لـ 𝐾𝑐 لنظام الاتزان المعطى هو 𝐾𝑐 يساوي تركيز CO2، وهذا هو الخيار: د.
