="https://pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js" google-site-verification: googlea67dc5c06a4fa0ab.html google-site-verification=Ze2fOF4zLF6PUs8g3BtsqTwTJb2IXujgA53A_JOAC8o [google804173d39f1c53c5.html] مدونة هدهد للمعلوميات والثقافة والرياضة.: مفاجأة لطلاب الثانويةالعامة2020 الاتزان الكيميائى 3ث

مشاركة مميزة

ثانوية عامة وازهري --امتحان الاحياء(البيولوجي)والاستاتيكاوالفلسفةوالمنطق 2020 ....سهل وفي المتناول لمعظم الطلبة...رعب واكشن ومغامرات2020----الآصلي كامل افلام تاريخية نيو2020

 *امتحان  الاحياء(البيولوجي)والاستاتيكا 2020 ....سهل وفي المتناول لمعظم الطلبة..   *  *  *  *  * *  *  *  *  * **مرامتحان الاحياء بسلام...

المشاركات الشائعة

الخميس، 14 نوفمبر 2019

مفاجأة لطلاب الثانويةالعامة2020 الاتزان الكيميائى 3ث

الباب الثالث
الاتزان الكيميائى( I  )ثانوية عامة
*النظام المتزن:-   هو نظام ساكن على المستوى المرئى ونظام ديناميكى (متحرك) على المستوى غير المرئى                 
**تجربة1: 
 [1] نضع كمية من الماء فى إناء مغلق على موقد.
الملاحظة:-
Z       تحدث عمليتين متضادتين: هما عملية التبخير والتكثيف
Z       فى بداية التسخين يكون معدل تبخير الماء هى العملية السائدة ويصحبها زيادة فى الضغط البخارى.
*الضغط البخارىVapor Pressure:-
هو ضغط بخار الماء الموجود فى الهواء عند درجة حرارة معينة.
Z       ويستمر تبخر الماء حتى يتساوى الضغط البخارى مع ضغط بخار الماء المشبع.
*ضغط بخار الماء المشبع:-
هو أقصى ضغط لبخار الماء يمكن أن يوجد فى الهواء عند درجة حرارة معينة.
Z       وبذلك تحدث عملية اتزان بين سرعة التبخير وسرعة التكثيف
ماء (سائل)        ⇄       ماء (بخار)
**ولمعرفة الاتزان فى التفاعلات الكيميائية لابد من التعرف على أنواع التفاعلات حيث تنقسم إلى:-
[1] تفاعلات تامة.                                    [2] تفاعلات انعكاسية.
[1] التفاعلات التامة (الغير انعكاسية)
”هى التفاعلات التى تسير فى اتجاه واحد وذلك لخروج أحد النواتج من حيز التفاعل بالتصعيد أو الترسيب “
*مثال[1]: عند تفاعل الماغنسيوم مع حمض هيدروكلوريك يتصاعد غاز الهيدروجين.
Mg + 2HCl     →→      MgCl2 + H2
**مثال [2]
تفاعل  نيترات الفضة مع محلول كلوريد الصوديوم يتكون راسب أبيض من كلوريد الفضة فيخرج من حيز التفاعل.
NaCl + AgNO3        →→         NaNO3 + AgCl

*فى التفاعلات السابقة خرج أحد النواتج من حيز التفاعل في صورةغاز (مثال1) أو راسب (مثال2) فلا تستطيع النواتج التفاعل مرة أخرى ولا يحدث فيها اتزان.
”هى تفاعلات تحدث فى الاتجاهين الطردى والعكسى وذلك لوجود النواتج والمتفاعلات دائماً فى حيز التفاعل ويحدث فيه الاتزان“
*مثال: تفاعل مول من حمض الأسيتيك (الخل) مع مول من الكحول الإيثيلى:

فينتج أستر وماء ورغم أن النواتج متعادلة إلا أنه عند وضع ورقة عباد شمس زرقاء فى أنبوبة الاختبار تحمر دليل على وجود الحمض فى حيز التفاعل.

CH3COOH + C2H5OH →→       CH3COOC2H5 + H2O

                                                                  ماء       (استر) اسبتات الايثيل                                كحول إيثيلى      حمض الأسيتيك
**الاتزان الكيميائى فى التفاعلات الإنعكاسية
هو نظام ديناميكى يحدث عندما يتساوى معدل التفاعل الطردى مع معدل التفاعل العكسى وتثبت تركيزات كل من المتفاعلات والنواتج ويظل الاتزان قائماً مادامت النواتج والمتفاعلات فى حيز التفاعل وظروف التفاعل ثابتة مثل (الضغط ودرجة الحرارة).




*معدل التفاعل الكيميائى:هو مقدار التغير فى تركيز المواد المتفاعلة فى وحدة الزمن.
**وحدة قياس التركيز: (مول/لتر)
**وحدة قياس الزمن: بالثوانى أو الدقائق
*أثناء التفاعل التام:-
يقل تركيز المتفاعلات حتى ينتهى ويزيد تركيز النواتج كما بالشكل.


*أثناء التفاعل الانعكاسى:-
يقل تركيز المتفاعلات ويزيد تركيز النواتج حتى يصل التفاعل إلى حالة الاتزان.
ملاحظات:-
  • بعض التفاعلات تحدث فى وقت قصير (لحظة) مثل تفاعل نترات الفضة مع كلوريد الصوديوم حيث يتكون الراسب الأبيض بمجرد وضع المتفاعلات مع بعضها.
  • بعض التفاعلات معدلها بطئ نسبياً مثل تفاعل الزيوت مع الصودا الكاوية لتكوين الصابون والجلسرين.
  • بعض التفاعلات يأخذ وقت طويل (عدة شهور) مثل صدأ الحديد.
**العوامل التى تؤثر فى معدل (سرعة) التفاعل الكيميائى
[1] طبيعة المواد المتفاعلة.                        [2] تركيز المواد المتفاعلة.
[3] درجة الحرارة.                       [4] الضغط.
[5] العوامل الحفازة.                     [6] الضوء
[1] طبيعة المواد المتفاعلة
[أ] نوع الترابط فى المواد المتفاعلة:
  • فى حالة المركبات الأيونية تكون التفاعلات التى تتم بينها سريعة جداً لأنه يحدث تجاذب بين الأيونات الموجبة والسالبة فيتم التفاعل فى لحظة.
  • فى المركبات التساهمية: (مثل التفاعلات العضوية) تكون التفاعلات التى تتم بينها  بطيئة عادة.


[ب] مساحة السطح المعرض للتفاعل:-
تجربة:-  نضع حجمين متساويين من حمض الهيدروكلوريك المخفف على كتلتين متساويتين من الخارصين إحداهما على هيئة مسحوق والأخرى عبارة عن كتلة واحدة كل على حدة فى أنبوبة اختبار.
المشاهدة:التفاعل فى حالة المسحوق ينتهى فى ةقت أقل من التفاعل فى حالة الكتلة الواحدة.
الاستنتاج:كلما زادت مساحة سطح المادة المتفاعلة المعرض للتفاعل كلما زاد معدل (سرعة) التفاعل.
[2] تركيز المواد المتفاعلة
كلما زاد عدد جزيئات المتفاعلات (أى زاد التركيز) يزيد معدل التفاعل حيث تزيد فرص التصادم
وقد وضع العالمان: جولدبرج وفاج قانون يعبر عن العلاقة بين سرعة التفاعل وتركيز المتفاعلات.
** سمى قانون فعل الكتلة.
قانون فعل الكتلة
*عند ثبوت درجة الحرارة تتناسب سرعة التفاعل الكيميائى تناسباً طردياً مع حاصل ضرب التركيزات الجزيئية لمواد التفاعل
(كل مرفوع لأس يساوى عدد الجزيئات أو الأيونات فى معادلة التفاعل الموزونة).
تجربة عملية لإستنتاج قانون فعل الكتلة:
  • إضافة محلول كلوريد الحديد (III) (لونه أصفر) تدريجياً إلى محلول ثيوسيانات الأمونيوم (عديم اللون) تدريجياً يصير لون خليط التفاعل أحمر دموى.
FeCl3 + 3NH4SCN →→                            Fe(SCN)3 + 3NH4Cl
                    أحمر دموى                                    عديم اللون   أصفر باهت      
                      ثيوسيانات الحديد III          ثيوسيانات الأمونيوم     كلوريد حديدIII
أثر التركيز على تفاعل كيميائى متزن:
  • إذا زاد تركيز أحد المواد المتفاعلة فإن النظام يسير فى الاتجاه الذى يقلل من فعل المؤثر وهو اتجاه تكوين النواتج أى يتجه فى الاتجاه الطردى. (مثال: عند إضافة مزيداً من كلوريد الحديد (III) يزداد اللون الأحمر)
  • إذا زاد تركيز أحد النواتج فإن النظام يتجه فى الاتجاه الذى يقلل من فعل المؤثر وهو اتجاه تكوين المتفاعلات أى فى الاتجاه العكسى. (مثال: عند إضافة المزيد من كلوريد الأمونيوم يقل اللون الأحمر)
  • عندما يتساوى معدل التفاعل العكسى (r2) مع معدل التفاعل الطردى (r1) فى التفاعل السابق يكون التفاعل قد وصل إلى حالة الاتزان.
                          [  ] التركيز    .....مول/لتر
k2, k1 ثابت معدل التفاعل الطردى والعكسى                 k1 ثابت معدل التفاعل الطردى        k2,ثابت معدل التفاعل والعكسى                  **قبل الاتزان يكون:                            

r1 ∝ [FeCl3] [NH4SCN]3
r1 = k1 [FeCl3] [NH4SCN]3
r2  [Fe(SCN)3] [NH4Cl]3
r2 = k2 [Fe(SCN)3] [NH4Cl]3
,,,وعند الاتزان:                                                r1 = r2
k1 [FeCl3] [NH4SCN]3 = k2 [Fe(SCN)3] [NH4Cl]3
k1/ k2= Kc =[Fe(SCN)3] [NH4Cl]3تركيزنواتج
تركيزمتفاعلاتFeCl3] [NH4SCN]3 ]                       

خارج قسمة  مقدار ثابت يرمز له
 بالرمز Kc ويعرف بثابت الاتزان لهذا التفاعل
  • فى المحاليل يعبر عن التركيز بالمولارية وتضع المادة بين قوسين مربعين [  ]
مثال:- احسب ثابت الاتزان للتفاعل                I2 + H2            →→                  2HI           
إذا علمت أن تركيزات اليود والهيدروجين ويوديد الهيدروجين على الترتيب عند الاتزان هى 0.221، 0.221، 1.563 مول/لتر.

الحل
ثابت الاتزان            KC =        2  1.563                 = 50
ملاحظات                                         0.221  × 0.221
· القيم الصغيرة لثبات الاتزان (أقل من الواحد الصحيح) يعنى أن تركيز النواتج أقل من تركيز المتفاعلات أى أن التفاعل العكسى هو السائد.
مثال: ذوبان كلوريد الفضة فى الماء:
AgCl(s) →→   Ag+(aq) + Cl-(aq)

KC = [Ag+] [Cl-] = 1.7 x 10-10
قيمة KC الصغيرة تعنى عدم قابلية كلوريد الفضة للذوبان فى الماء.
(1)   القيم الكبيرة لثابت الاتزان يعنى أن تركيز النواتج أكبر من تركيز المتفاعلات أى أن التفاعل الطردى هو السائد.
مثال: تفاعل الكلور مع الهيدروجين:
H2(g) + Cl2(g)        →→→→    2HCl(g)
KC = 4.4 x 1032
لا يكتب تركيز الماء أو المواد الصلبة والرواسب عند حساب ثابت الاتزان لثبات تركيزها
[3] تأثير درجة الحرارة
يتم تفسير ذلك بناء على: نظرية التصادم والتى تفترض لحدوث التفاعل الكيميائى لابد وأن تصطدم جزيئات المواد المتفاعلة ولكى تتصادم الجزيئات لابد وأن تمتلك حد أدنى من الطاقة الحركية يسمى بطاقة التنشيط (الجزيئات ذات الطاقة العالية جداً طاقتها تمكنها من كسر الروابط بين الجزيئات وحدوث التفاعل الكيميائى).
طاقة التنشيط:-هى الحد الأدنى من الطاقة التى يجب أن يمتلكها الجزئ لكى يتفاعل عند التصادم.
الجزيئات المنشطة:-  هى الجزيئات ذات الطاقة الحركية المساوية لطاقة التنشيط أو تفوقها.
وبالتالى كلما زادت درجة الحرارة زادت طاقة حركة الجزيئات مما يزيد من سرعة التفاعل
تجربة: لإيضاح تأثير درجة الحرارة على سرعة التفاعل:-
نلاحظ:
· أنه عند وضع الدورق فى الماء البارد فإن اللون البنى يزول ويتحول ثانى أكسيد النيتروجين (NO2) إلى (N2O4) عديم اللون.
·   إذا اخرج الدورق من الماء البارد فإن اللون البنى يبدأ فى الظهور.
·  إذا وضع الدورق فى الماء الساخن فإن اللون البنى يزيد ويتحول (N2O4) إلى (NO2)
2NO2      →→     N2O4 + Heat ( = -)
**أثر درجة الحرارة على تفاعل كيميائى متزن:                                                                     
فى التفاعل الطارد للحرارة:
  • خفض درجة الحرارة يؤدى إلى سير التفاعل فى الاتجاه الطردى.
  • رفع درجة الحرارة يؤدى إلى سير التفاعل فى الاتجاه العكسى.
فى التفاعل الماص للحرارة: يحدث العكس.

[4]  تأثير الضغط
مثال: يحضر غاز النشادر من عنصريه كما يلى:

N2 + 3H2   →→     2NH3,  H = - 92 KJ
                                                                 2 مول                                               4 مول
نعبر عن ثابت الاتزان فى هذه الحالة بالرمز (Kp)للدلالة على تركيز المواد معبراً عنها بالضغط الجزئى   p.
KP =
أثر الضغط على تفاعل كيميائى متزن:
  • زيادة الضغط الواقع على تفاعل غازى متزن تجعله يسير فى اتجاه عدد الجزيئات الأقل (الاتجاه الذى يقل فيه الحجم).
  • تقليل الضغط الواقع على تفاعل غازى متزن تجعله يسير فى اتجاه عدد الجزيئات الأكثر ( الاتجاه الذى يزيد فيه الحجم).
  • إذا تساوت حجوم الغازات المتفاعلة والناتجة من التفاعل (الجزيئات متساوية) فإن الضغط (زيادة أو نقصان) لا يؤثر فى حالة الاتزان.
N2 + O2    →→→    2NO, ( H +)
مثال: احسب ثابت الاتزان KP للتفاعل:-
N2(g) + 2O2(g)   →→    2NO2(g)
إذا كانت الضغوط هى 2 ضغط جوى، 1 ضغط جوى، 0.2 ضغط جوى للغازات:
N2, O2, NO2 على الترتيب
الحل:-
KP =  2×2/ 1×1×0.2 = 20
قاعدة لوشاتلييهذا حدث تغير فى أحد العوامل المؤثرة على نظام فى حالة اتزان مثل التركيز أو الضغط أو درجة الحرارة فإن النظام ينشط فى الاتجاه الذى يقلل أو يلغى تأثير هذا التغير.
أوبصورةاخري.....
قاعدةلوشاتلييه
"إذا تعرض نظام في حالة اتزان إلى تغير ما فإن النظام يسير في الاتّجاه المضادّ لهذا التغيّر بحيث يمتصّه أو يقلّل من أثره ويؤسّس حالة اتّزان مره أخرى"، وسوف ندرس في هذا المقال العوامل التي تؤثّر في الاتّزان الكيميائي:
[5] تأثير العوامل الحفازة

  • العامل الحفاز:مادة يلزم منها القليل لتغير معدل التفاعل الكيميائى دون أن تتغير أو تغير من وضع الاتزان.
  • *وجود المواد المحفِّزةالمسّرعة: تعمل المحفزات (Catalysts) كالإنزيمات مثلاً على تقليل طاقة تنشيط التفاعل الكيميائي وزيادة معدل التفاعل، وذلك من خلال زيادة معدل التصادمات بين المواد المتفاعلة، وزيادة فعاليتها، وبالتالي تقليل الترابط بين جزيئات المواد المتفاعلة أو منح كثافة إلكترونية لها ليصل التفاعل إلى الإتزان بسرعة أكبر، بالإضافة إلى وجود تأثير للعوامل كيميائية الأخرى مثل درجة حموضة المحاليل الكيميائية التي تغيِّر معدل التفاعل، وبعض الجزيئات الكيميائية التي تتنافس مع المواد المتفاعلة، أو تغيِّر الاتجاه أو الكثافة الالكترونية أو الترابط أو غيرها، وبالتالي تقلِّل معدل التفاعل.
**حيث تعمل على تجميع المواد المتفاعلة على سطح الفلز فتزيد من فرصة التصادم مما يزيد من سرعة التفاعل.
[1] تزيد من سرعة التفاعل ولا تتغير.                        [2] تقلل من طاقة التنشيط.
[3] تسرع التفاعل الطردى والعكسى فى نفس الوقت.
دور العامل الحفاز فى الصناعة:
Z   التفاعلات البطيئة تحتاج إلى تسخين لكى تسير بمعدل أسرع وهذا فى الصناعة يؤدى إلى زيادة تكاليف الطاقة اللازمة للتسخين لإحداث هذه التفاعلات مما يؤدى إلى رفع أسعار السلع.
Z     التفاعلات البطيئة يمكن إسراعها باستخدام العوامل الحفازة دون الحاجة لزيادة درجة الحرارة مما يؤدى إلى زيادة الإنتاج مع خفض تكلفته.
**وتستخدم العوامل الحفازة فى:
·         أكثر من 90% من العمليات الصناعية مثل صناعة الأسمدة والبتروكيماويات والأغذية.
·         توضع فى المحولات الحفزية المستخدمة فى شكمانات السيارات حيث تحول الغازات الضارة إلى غازات آمنة.
المواد الحفازة هى:
·         عناصر فلزية أو أكاسيدها أو مركباتها.          
·         الإنزيمات (جزيئات من البروتين تتكون فى الخلايا الحية) عوامل حفز للعديد من العمليات البيولوجية والصناعية.
[6] تأثير الضوء                                                                                                   
تتأثر بعض التفاعلات الكيميائية بالضوء مثل:

[1] التمثيل الضوئى: حيث يقوم الكلوروفيل بامتصاص الضوء وتكوين الكربوهيدرات فى وجود ثانى أكسيد الكربون والماء.


6CO2 + 6 H2O     →→         C6H12O6 + 6O2                                                                                

ضوء/كلوروفيل 
[2] أفلام التصوير تحتوى على بروميد الفضة فى طبقة جيلاتينية عندما يسقط الضوء عليها فإنه يعمل على اكتساب أيون الفضة الموجب لإلكترون من أيون البروميد السالب، ويتكون الفضة والبروم الذى يمتص بواسطة الطبقة الجيلانية, وكلما زادت شدة الضوء زادت كمية الفضة المتكونة                                                                                                                       
Ag+ + e-   →→ Ag



*المزج: يزيد معدل التفاعل الكيميائي نتيجة مزج المواد المتفاعلة معاً؛ حيث يُساعد على زيادة قدرتها على التفاعل.



*************************يتبع قريبا...البوص...!!

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق

أجهزةعلمية

أجهزةعلمية

أرشيف المدونة الإلكترونية