توازن كيميائي

في أي عملية كيميائية يعرف التوازن الكيميائي ^{(ملاحظة 1)} بأنه الحالة التي لا يحدث فيها تغيرات بالنسبة للتفاعلات الكيميائية أو لتراكيز المواد المتفاعلة والمواد الناتجة؛ بما معناه عدم وجود تغير ملحوظ في النظام بعد فترة زمنية.

ينشأ التوازن الكيميائي عندما تكون سرعة التفاعل في الاتجاه المباشر مساوية لمقابلتها في الاتجاه المعاكس، وهذا نجده مثلا في التفاعلات العكوسة. هذا لا يعني أن سرعة التفاعل أصبحت تساوي صفرا وإنما فقط تكون سرعة التفاعل في الاتجاه المباشر مساوية لسرعة التفاعل العكسي؛ ويعبر عن ذلك بأن الجملة في حالة توازن ميكانيكي (توازن حركي). ويستخدم في وصف تفاعل متوازن أو عكوسي سهمين بين المواد الداخلة في التفاعل والمواد الناتجة.

ويعتبر التوازن الكيميائي أحد الشروط لتحقيق توازن ديناميكي حراري. وهو أساسي لتحقيق قانون حفظ الطاقة والكتلة.^[1]

كيمياء التوازن هي فرع من الكيمياء معني بأنظمة في التوازن الكيميائي.^[2]^[3]^[4]

التعبير الرياضي

بافتراض التفاعل العكوس، وهنا نستخدم سهمين بين المواد الداخلة في التفاعل والمواد الخارجة من التفاعل، كما أشرنا أعلاه:

\alpha A+\beta B\rightleftharpoons \sigma S+\tau T

تكون سرعة التفاعل المباشر

{\mbox{R1}}=k_{+}{A}^{\alpha }{B}^{\beta }\,\!

وسرعة التفاعل العكسي

{\mbox{R2}}=k_{-}{S}^{\sigma }{T}^{\tau }\,\!

حيث:

كميات المواد A, B, S , T المشتركة في التفاعل،

k₊ و k₋ ثابت سرعة التفاعل المباشر وبالتالي ثابت التفاعل العكسي:

عند تساوي السرعتين، تكون:

R1=R2

k_{+}\left\{A\right\}^{\alpha }\left\{B\right\}^{\beta }=k_{-}\left\{S\right\}^{\sigma }\left\{T\right\}^{\tau }\,

يُعبر عن النسبة بين ثوابت سرعة التفاعل بثابت التوازن:

K={\frac {k_{+}}{k_{-}}}={\frac {\{S\}^{\sigma }\{T\}^{\tau }}{\{A\}^{\alpha }\{B\}^{\beta }}}

هوامش

^{(ملاحظة 1)} التوازن الكيميائي أو الاتزان الكيميائي يقابلها (بالإنجليزية: Chemical equilibrium)‏

مراجع

^ Chang, Raymond (23 Feb 2007). General Chemistry: The Essential Concepts (بالإنجليزية) (5 edition ed.). Boston, Mass.: McGraw-Hill Science/Engineering/Math. ISBN:9780073311852. Archived from the original on 2012-01-09. {{استشهاد بكتاب}}: |طبعة= يحتوي على نص زائد (help)
^ Burgess، J. (1978). Metal Ions in Solution. Ellis Horwood. ISBN:0-85312-027-7.
^ Leggett، D. J.، المحرر (1985). Computational methods for the determination of formation constants. New York: Plenum Press. ISBN:0-306-41957-2.
^ Hartley، F.R.؛ Burgess, C.؛ Alcock, R. M. (1980). Solution equilibria. New York (Halsted Press): Ellis Horwood. ISBN:0-470-26880-8. مؤرشف من الأصل في 2019-12-15.