📘 كيمياء — القسم 3-1

حالة الاتزان الديناميكي

A State of Dynamic Balance — درس شامل ومراجعة تفاعلية

⚖️
ما الاتزان؟
التعريف
الاتزان هو نقطة توازن تُلغي عندها التغييرات المتعارضة بعضها بعضًا. في التفاعلات الكيميائية، يصف الاتزان الحالة التي تتساوى فيها سرعة التفاعل الأمامي مع سرعة التفاعل العكسي.
💡
مثال من الحياة: في لعبة شد الحبل، إذا سحب الفريقان بقوى متساوية ومتعاكسة لا يتحرك الحبل — هذا اتزان. كذلك في الكيمياء: التفاعل الأمامي والعكسي يحدثان بنفس السرعة.
N₂ + 3H₂
⇌
2NH₃

السهم المزدوج (⇌) يعني أن التفاعل يحدث في كلا الاتجاهين

✅
خواص الاتزان الكيميائي الثلاث
⚠️
تنبيه: تراكيز المتفاعلات والنواتج تبقى ثابتة عند الاتزان، لكنها ليست بالضرورة متساوية. المتفاعلات ≠ النواتج كميًا.
⚗️
قانون الاتزان الكيميائي وثابت الاتزان Keq

قدّمه جولدبرج وويج عام 1864م. للتفاعل العام:

aA + bB ⇌ cC + dD
Keq = [C]c × [D]d ÷ [A]a × [B]b
📈
Keq > 1
النواتج أكثر من المتفاعلات عند الاتزان — التفاعل يسير للأمام
📉
Keq < 1
المتفاعلات أكثر من النواتج عند الاتزان — التفاعل يميل للعكس

🔬 مثال: تفاعل تكوين الأمونيا

N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)
Keq = [NH₃]² ÷ [N₂][H₂]³

تُرفع كل تركيزات إلى أس يساوي معاملها في المعادلة الموزونة

🔀
أنواع الاتزان
⚖️ الاتزان المتجانس

المتفاعلات والنواتج في نفس الحالة الفيزيائية.

H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)
Keq = [HI]² ÷ [H₂][I₂]

Keq = 49.7 عند 731 K

🌊 الاتزان غير المتجانس

المتفاعلات والنواتج في حالات فيزيائية مختلفة.

I₂(s) ⇌ I₂(g)
Keq = [I₂(g)]

المواد الصلبة والسائلة النقية تُحذف من تعبير Keq

📌
قاعدة مهمة: عند الاتزان غير المتجانس، تُحذف تراكيز المواد الصلبة والسائلة النقية من تعبير ثابت الاتزان؛ لأن كثافتها ثابتة عند درجة حرارة ثابتة وتُدمج مع Keq.
📊
ثبات Keq بغض النظر عن التراكيز الابتدائية

للتفاعل: H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g) عند 731 K — ثلاث تجارب بتراكيز ابتدائية مختلفة:

التجربة [H₂] ابتدائي [I₂] ابتدائي [HI] ابتدائي [HI] عند الاتزان Keq
11.00002.000001.868249.70
2005.00003.895049.70
31.00001.00001.00001.751549.70
✅
الاستنتاج: رغم اختلاف التراكيز الابتدائية، قيمة Keq ثابتة = 49.70 في التجارب الثلاث عند درجة الحرارة نفسها. قيمة Keq تتغير فقط بتغير درجة الحرارة.
📚 المفردات الجديدة
التفاعل العكسي

التفاعل الكيميائي الذي يحدث في الاتجاهين الأمامي والعكسي. يُرمز له بسهم مزدوج (⇌).

N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃
الاتزان الكيميائي

حالة النظام عندما تتساوى سرعتا التفاعل الأمامي والعكسي، وتثبت تراكيز المواد المتفاعلة والناتجة.

سرعة الأمامي = سرعة العكسي
قانون الاتزان الكيميائي

صاغه جولدبرج وويج عام 1864م. عند درجة حرارة معينة، تصبح نسب تراكيز المتفاعلات والنواتج ثابتة.

ثابت الاتزان (Keq)

القيمة العددية لنسبة حاصل ضرب تراكيز النواتج إلى حاصل ضرب تراكيز المتفاعلات. يُرفع كل تركيز إلى أس مساوٍ لمعاملة. ثابت عند درجة حرارة معينة فقط.

الاتزان المتجانس

اتزان تكون فيه المتفاعلات والنواتج في الحالة الفيزيائية نفسها (جميعها غازية أو جميعها في محلول).

الاتزان غير المتجانس

اتزان تكون فيه المتفاعلات والنواتج في أكثر من حالة فيزيائية واحدة (مثل صلب + غاز). تُحذف المواد الصلبة والسائلة النقية من تعبير Keq.

اختبار الاتزان الديناميكي

10 أسئلة اختيار متعدد — المعطيات كاملة داخل كل سؤال

السؤال 0 من 10 النقاط: 0
1
ما تعريف الاتزان الكيميائي؟
2
ما الرمز المستخدم للدلالة على التفاعل العكسي (المزدوج الاتجاه) في المعادلة الكيميائية؟
3
للتفاعل: N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) — ما تعبير ثابت الاتزان الصحيح؟
4
إذا كانت قيمة Keq = 0.0001 لتفاعل معين عند درجة حرارة معينة، فماذا يعني ذلك؟
5
للتفاعل: H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)
المعطيات عند الاتزان: [H₂] = 0.06587 M، [I₂] = 1.0659 M، [HI] = 1.8682 M
احسب قيمة Keq:
6
أي من الآتية صحيحة بشأن المواد الصلبة النقية في تعبير ثابت الاتزان غير المتجانس؟
7
للتفاعل: 2NaHCO₃(s) ⇌ Na₂CO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(g)
ما تعبير ثابت الاتزان الصحيح؟
8
أيٌّ من الشروط الآتية ضروري لحدوث الاتزان الكيميائي؟
9
التفاعل: PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g)
عند الاتزان: [PCl₅] = 0.135 M، [PCl₃] = 0.550 M، [Cl₂] = 0.550 M
ما قيمة Keq؟
10
ما الذي يتغير قيمة ثابت الاتزان Keq لتفاعل معين؟
0 من 10
أحسنت!
نتيجتك النهائية