1 of 7

حالة توازن مجموعة كيميائية

1- خارج التفاعل Q_r

1-1- حالة مجموعة تحتوي فقط على أنواع مذابة .

نعتبر مجموعة كيميائية تخضع لتحول كيميائي معادلته :

حيث A ، B ، C وD مذابة في المحلول ، نعرف خارج التفاعل المقرون بالتفاعل في المنحى (1) عند لحظة معينة بالعلاقة :

(1)

(2)

بدون وحدة

: التركيز المولي للأنواع المذابة في لحظة ما ب (moll^-) .

- مثال :

(1)

(2)

2-1- ملحوظة .

لايظهر المذيب (الماء) أو الأجسام الصلبة في كتابة تعبير Q_r حتى وإن كانت ظاهرة في المعادلة الحصيلة للتفاعل (نعوض تركيزه بالقيمة 1) .

- أمثلة :

2 of 7

3-1- خارج التفاعل عند حالة التوازن Q_r,éq.

أ- تعريف :

عندما تكون المجموعة المدروسة في حالة توازن يأخد خارج التفاعل القيمة Q_r,éq تسمى خارج التفاعل عند التوازن .

ب- تحديد Q_r,éq بواسطة قياس المواصلة G .

تذكير:

يُمَكِّنُ قياس المواصلة G لمحلول إلكتروليتي MX من حساب موصليته σ حيث :

وأيضا :

حيث : k تابتة الخلية

S : مساحة الخلية .

L : المسافة بين صفيحتي الخلية .

- ترتبط الموصلية σ بتركيز الأنواع الكيميائية M⁺ و X^- وبموصلياتها المولية الأيونية λ بالعلاقة :

و ب S.m².mol^-1

3 of 7

✔ تحديد Q_r,éq تجريبيا .

- نحضر محلول مائي لحمض الإيثانويك CH₃COOH تركيزه : C = 5.10^-2 mol.l^-1 وحجمهV وله σ = 343 μS (قياس σ) .

جدول التقدم :

الحالة الوسيطة

الحالة النهائية

الحالة البدئية

الحالة

التقدم

كميات المادة

معادلة التفاعل

وافر

x_f = x_éq

لنحسب σ :

ومن جدول التقدم :

[CH₃COO^-] و [H₃O⁺] لهما نفس التركيزلأن لهما نفس كمية المادة (x_f) .

ومنه :

ت ع :

4 of 7

وحدة التركيز mol.m^-3 عند حسابه إنطلاقا من تعبير σ . وتكون وحدته mol.l^-1 في تعبير Q_r

1 mol.m^-3 = 10^-3 mol.l^-1

وأخيرا :

2- تابتة التوازن الكيميائي المقرونة بتحول كيميائي K .

نعيد نفس التجربة السابقة مع تغيير التركيزالبدئي C ؛ نحصل على النتائج المبينة في الجدول جانبه عند 25°C:

- نتيجة : عند درجة حرارة تابتة يكون خارج التفاعل Q_r,éq عند التوازن تابتا أي كانت الحالة البدئية للمجموعة (التركيز البدئي) .

1,57.10^-5

1,54.10^-5

1,56.10^-5

Q_r,éq

15,3

10,7

4,7

σ(mS.m^-1)

10.10^-3

5.10^-3

10^-3

C(mol.l^-1)

تابتة التوازن :K .

يأخد خارج التفاعل ، عند وصول المجموعة حالة التوازن قيمة Q_r,éq تسمى تابتة التوازن K ولاتتعلق إلا بدرجة الحرارة ، حيث :

- لنحسب تركيز CH₃COOH :

5 of 7

(1)

(2)

3- الوسائط المؤثرة على τ نسبة التقدم النهائي .

1-3- تأثير الحالة البدئية على τ .

لنحسب بالنسبة للمحلول المدروس :

- لنحسب x_max عند إختفاء المتفاعل المحد كليا :

- لنحسب x_f :

وجدنا أن :

- نغير التركيز البدئي C نأخد C = 10^-2 mol.l^-1 ونقيس الموصلية فنجد σ = 15,3 mS.m^-1 ، ونحسب من جديد τ فنجد القيمة : = 3,9.10^-2 τ

إستنتاج :

تتعلق نسبة التقدم النهائي τ بالحالة البدئي للمجموعة فكلما كان التركيز البدئي C صغيرا كانت τ كبيرة .

2-3- تأثير تابتة التوازن K على τ .

نأخد محلولين مائيين لحمضين CH₃COOH و HCOOH ولهما نفس التركيز C ولهما تابتة التوازن K مختلفة ؛ نقيس الموصلية σ لكل محلول ونحسب لكل محلول ونستنتج τ بإستعمال العلاقة التالية :

6 of 7

فنحصل على الجدول التالي :

HCOOH

10^-2

1,8.10^-4

51,0

1,26.10^-3

1,26.10^-1

CH₃COOH

10^-2

1,6.10^-5

15,3

3,91.10^-4

3,91.10^-2

الحمض

mol.l^-1

(mS.m^-1)

(mol.l^-1)

نعطي :

إستنتاج :

- كلما كانت K كبيرة كانت τ مرتفعة .