ثوابت الاتزان Equilibrium Constants - كتاب الكيمياء - الصف 11 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

📚 ثوابت الاتزان

المفاهيم الأساسية

ثابت الاتزان (Keq): قيمة ثابتة عند درجة حرارة معينة، بغض النظر عن التراكيز الابتدائية للنواتج والمتفاعلات.

تراكيز الاتزان: التراكيز التي يتم قياسها تجريبياً عند وصول النظام إلى حالة الاتزان.

مواضع الاتزان: عدد غير محدود، وتعتمد على التراكيز الابتدائية للمتفاعلات والنواتج.

خريطة المفاهيم

```markmap

الاتزان الكيميائي

تفاعلات الاتزان غير المتجانس

قاعدة كتابة تعبير ثابت الاتزان (Keq)

• يتم إزالة المواد الصلبة والسائلة النقية من التعبير.
• يبقى في التعبير تركيز المواد الغازية فقط.

مثال: تحلل صودا الخبز

2NaHCO₃(s) ⇌ Na₂CO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(g)

#### كتابة تعبير ثابت الاتزان

• إزالة المواد الصلبة (NaHCO₃ و Na₂CO₃).
• كتابة تراكيز الغازات الناتجة.

Keq = [CO₂][H₂O]

مسائل تدريبية (كتابة تعبير Keq)

#### C₁₀H₈(s) ⇌ C₁₀H₈(g)

Keq = [C₁₀H₈(g)]

#### H₂O(l) ⇌ H₂O(g)

Keq = [H₂O(g)]

#### CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g)

Keq = [CO₂]

#### C(s) + H₂O(g) ⇌ CO(g) + H₂(g)

Keq = \frac{[CO][H₂]}{[H₂O]}

#### FeO(s) + CO(g) ⇌ Fe(s) + CO₂(g)

Keq = \frac{[CO₂]}{[CO]}

ثوابت الاتزان (Keq)

خاصية ثابت الاتزان

• يبقى ثابتاً عند درجة حرارة معينة.
• لا يعتمد على التراكيز الابتدائية.

مثال تجريبي

H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)

#### تجارب الجدول 1-3

• درجة الحرارة: 731 K.
• تراكيز ابتدائية مختلفة في 3 محاولات.
• تراكيز الاتزان مختلفة.
• قيمة Keq ثابتة في المحاولات الثلاث.

Keq = \frac{[HI]²}{[H₂][I₂]} = 49.70

دلالة قيمة Keq

#### قيمة Keq عالية

• النواتج موجودة بكميات أكبر من المتفاعلات عند الاتزان.

#### قيمة Keq صغيرة جداً

• مثال: 2NO(g) ⇌ N₂(g) + O₂(g)
• Keq = 4.6 × 10⁻³¹ عند 298 K.
• كمية المتفاعل (NO) الناتجة شبه معدومة عند الاتزان.

```

نقاط مهمة

• قيمة Keq ثابتة عند درجة حرارة ثابتة حتى لو اختلفت التراكيز الابتدائية.
• النظام له عدد غير محدود من مواضع الاتزان، كل منها يعتمد على التراكيز الابتدائية.
• قيمة Keq العالية تشير إلى ميل التفاعل نحو تكوين النواتج، والقيمة الصغيرة جداً تشير إلى ميل ضعيف جداً نحو تكوين النواتج.

ثوابت الاتزان Equilibrium Constants

تبقى قيمة Keq ثابتة عند درجة حرارة معينة، بغض النظر عن التراكيز الابتدائية للنواتج والمتفاعلات. لفحص هذه النظرية تم تنفيذ ثلاث تجارب للتفاعل: H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)

ويلخص الجدول 1-3 نتائج تلك التجارب. في المحاولة الأولى وضع 1.0000 mol من H₂ و 2.0000 mol من I₂ في وعاء حجمه 1.0000 L وليس هناك أي كمية من HI في بداية المحاولة 1. أما في المحاولة 2 فكان HI موجودًا. أما في المحاولة 3 فكان لكل مادة من المواد الثلاث التركيز الابتدائي نفسه. وقد أجريت التفاعلات جميعها في درجة حرارة 731 K.

تراكيز الاتزان

تراكيز الاتزان تم تحديد تركيز كل مادة تجريبيًّا عند الاتزان. لاحظ أن تراكيز الاتزان في التجارب الثلاث ليست متساوية. لكن عند التعويض بتراكيز المواد عند الاتزان في تعبير ثابت الاتزان تم الحصول على قيمة Keq نفسها في المحاولات الثلاث.

قيمة Keq

قيمة Keq رغم أن نظام الاتزان له قيمة Keq ثابتة عند درجة حرارة معينة، إلا أن له عددًا غير محدود من مواضع الاتزان، والتي تعتمد على التراكيز الابتدائية للمتفاعلات والنواتج. تعني قيمة Keq العالية في التفاعل 2HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g) أن النواتج موجودة بكميات أكبر من المتفاعلات عند الاتزان. لاحظ أن قيمة ثابت الاتزان ثابتة في التجارب الثلاث، بحيث تعطي كل تجربة موضع اتزان مختلف. لكن في كثير من التفاعلات تكون قيمة Keq صغيرة. فعلى سبيل المثال ثابت الاتزان Keq للتفاعل 2NO(g) ⇌ N₂(g) + O₂(g) عند درجة حرارة 298 K يساوي 4.6 × 10⁻³¹. وتعني القيمة الصغيرة لـ Keq أن كمية أكسيد النيتروجين NO الناتجة عمليًّا تكون شبه معدومة عند الاتزان.

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

--- SECTION: ثوابت الاتزان Equilibrium Constants --- ثوابت الاتزان Equilibrium Constants تبقى قيمة Keq ثابتة عند درجة حرارة معينة، بغض النظر عن التراكيز الابتدائية للنواتج والمتفاعلات. لفحص هذه النظرية تم تنفيذ ثلاث تجارب للتفاعل: H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g) ويلخص الجدول 1-3 نتائج تلك التجارب. في المحاولة الأولى وضع 1.0000 mol من H₂ و 2.0000 mol من I₂ في وعاء حجمه 1.0000 L وليس هناك أي كمية من HI في بداية المحاولة 1. أما في المحاولة 2 فكان HI موجودًا. أما في المحاولة 3 فكان لكل مادة من المواد الثلاث التركيز الابتدائي نفسه. وقد أجريت التفاعلات جميعها في درجة حرارة 731 K. --- SECTION: تراكيز الاتزان --- تراكيز الاتزان تراكيز الاتزان تم تحديد تركيز كل مادة تجريبيًّا عند الاتزان. لاحظ أن تراكيز الاتزان في التجارب الثلاث ليست متساوية. لكن عند التعويض بتراكيز المواد عند الاتزان في تعبير ثابت الاتزان تم الحصول على قيمة Keq نفسها في المحاولات الثلاث. --- SECTION: قيمة Keq --- قيمة Keq قيمة Keq رغم أن نظام الاتزان له قيمة Keq ثابتة عند درجة حرارة معينة، إلا أن له عددًا غير محدود من مواضع الاتزان، والتي تعتمد على التراكيز الابتدائية للمتفاعلات والنواتج. تعني قيمة Keq العالية في التفاعل 2HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g) أن النواتج موجودة بكميات أكبر من المتفاعلات عند الاتزان. لاحظ أن قيمة ثابت الاتزان ثابتة في التجارب الثلاث، بحيث تعطي كل تجربة موضع اتزان مختلف. لكن في كثير من التفاعلات تكون قيمة Keq صغيرة. فعلى سبيل المثال ثابت الاتزان Keq للتفاعل 2NO(g) ⇌ N₂(g) + O₂(g) عند درجة حرارة 298 K يساوي 4.6 × 10⁻³¹. وتعني القيمة الصغيرة لـ Keq أن كمية أكسيد النيتروجين NO الناتجة عمليًّا تكون شبه معدومة عند الاتزان. وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **TABLE**: بيانات تجريبية لتفاعل يوديد الهيدروجين عند الاتزان Description: Table showing experimental data for the reaction of hydrogen iodide at equilibrium, including initial concentrations, equilibrium concentrations, and calculated Keq values for three different trials. Table Structure: Headers: تجربة | H₂ | I₂ | HI | H₂ | I₂ | HI | Keq Rows: Row 1: 1 | 1.0000 | 2.0000 | 0 | 0.06587 | 1.0659 | 1.8682 | 49.70 = [1.8682]² / ([0.06587][1.0659]) Row 2: 2 | 0 | 0 | 5.0000 | 0.5525 | 0.5525 | 3.8950 | 49.70 = [3.8950]² / ([0.5525][0.5525]) Row 3: 3 | 1.0000 | 1.0000 | 1.0000 | 0.2485 | 0.2485 | 1.7515 | 49.70 = [1.7515]² / ([0.2485][0.2485]) Calculation needed: The table demonstrates that the equilibrium constant (Keq) remains constant at a given temperature (731 K) regardless of the initial concentrations of reactants and products. The Keq is calculated using the formula Keq = [HI]² / ([H₂][I₂]) with equilibrium concentrations. Context: This table provides experimental data to illustrate the concept of the equilibrium constant (Keq) and its independence from initial concentrations at a constant temperature, as discussed in the surrounding text.