📝 ملخص الصفحة
📚 مبدأ لوتشاتلييه (تأثير التركيز والحجم)
المفاهيم الأساسية
مبدأ لوتشاتلييه: عندما تطرأ تغييرات على نظام متزن، يزاح الاتزان إلى موضع جديد لتخفيف هذا الجهد.
خريطة المفاهيم
```markmap
الاتزان الكيميائي
ثوابت الاتزان (Keq)
خاصية ثابت الاتزان
- يبقى ثابتاً عند درجة حرارة معينة.
- لا يعتمد على التراكيز الابتدائية.
دلالة قيمة Keq
#### قيمة Keq عالية
- النواتج موجودة بكميات أكبر من المتفاعلات عند الاتزان.
#### قيمة Keq صغيرة جداً
- كمية المتفاعل الناتجة شبه معدومة عند الاتزان.
حساب قيمة ثابت الاتزان (Keq)
#### خطوات الحساب
- كتابة تعبير ثابت الاتزان من المعادلة.
- تعويض تراكيز الاتزان المعطاة.
- إجراء العمليات الحسابية.
#### مثال 3-3: تفاعل تكوين الأمونيا
N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)
##### تعبير ثابت الاتزان
Keq = \frac{[NH₃]²}{[N₂][H₂]³}
##### حساب القيمة
Keq = \frac{[0.933]²}{[0.533][1.600]³} = 0.399
##### تفسير النتيجة
- قيمة Keq أقل من 1.
- المتفاعلات موجودة بكميات أكبر من النواتج عند الاتزان.
العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي
الفكرة الرئيسة
- عندما تطرأ تغييرات على نظام متزن، يزاح إلى موضع اتزان جديد.
مبدأ لوتشاتلييه (Le Châtelier's Principle)
#### تطبيق المبدأ لزيادة الإنتاج
- مثال: زيادة إنتاج الميثان بتعديل العوامل التي تؤدي إلى إزاحة الاتزان نحو النواتج.
#### تأثير تغيير التركيز
- يؤثر تغير تراكيز النواتج أو المتفاعلات في الاتزان.
- نظرية التصادم: عدد التصادمات يعتمد على التركيز.
##### إضافة مواد متفاعلة
- مثال: إضافة أول أكسيد الكربون (CO) إلى التفاعل:
CO(g) + 3H₂(g) ⇌ CH₄(g) + H₂O(g)
- يزيد تركيز CO و H₂.
- يزيد عدد التصادمات الفعالة.
- تزيد سرعة التفاعل الأمامي (إزاحة نحو اليمين).
- مع الوقت: تقل سرعة التفاعل الأمامي وتزداد سرعة التفاعل العكسي حتى الوصول لاتزان جديد.
##### نتيجة التطبيق (من الجدول 3-2)
- قيمة Keq تبقى ثابتة (3.933).
- موضع الاتزان الجديد يزيد تركيز الناتج (الميثان CH₄).
- أي زيادة في تركيز أي متفاعل تؤدي إلى إزاحة نحو اليمين وزيادة النواتج.
##### إزالة النواتج
- إزالة أحد النواتج (مثل الماء H₂O) تؤدي إلى إزاحة الاتزان نحو اليمين لتكوين المزيد من النواتج.
##### إضافة النواتج
- إضافة أحد النواتج تؤدي إلى إزاحة الاتزان نحو اليسار (نحو المتفاعلات).
##### إزالة المتفاعلات
- إزالة أحد المتفاعلات تؤدي إلى إزاحة الاتزان نحو اليسار.
#### تأثير تغيير الحجم والضغط
- تقليل حجم وعاء التفاعل (زيادة الضغط) يمثل جهداً على النظام المتزن.
- يستجيب الاتزان لتخفيف هذا التغيير.
#### مثال تطبيقي
- تفاعل إنتاج الميثان (طارد للحرارة):
CO(g) + 3H₂(g) ⇌ CH₄(g) + H₂O(g) \quad ΔΗ° = -206.5 kJ
-
[CO] = 0.30000 M
- [H₂] = 0.10000 M
- [CH₄] = 0.05900 M
- [H₂O] = 0.02000 M
Keq = \frac{[CH₄][H₂O]}{[CO][H₂]³} = \frac{(0.05900)(0.02000)}{(0.30000)(0.10000)³} = 3.933
#### التساؤل الرئيسي
- هل يمكن التحكم في موضع الاتزان لزيادة كمية الناتج (الميثان)؟
أسئلة التقويم
سؤال 8
- فسر كيف ترتبط قيمة ثابت الاتزان مع كمية النواتج.
سؤال 9
- قارن بين الاتزان المتجانس والاتزان غير المتجانس.
سؤال 10
- عدد ثلاث خواص يجب أن توجد في خليط تفاعل ليصل إلى حالة اتزان.
سؤال 11
- احسب قيمة Keq عند درجة حرارة 400 K للتفاعل:
PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g)
#### البيانات
[PCl₅] = 0.135 mol/L
[PCl₃] = 0.550 mol/L
[Cl₂] = 0.550 mol/L
سؤال 12
- فسر البيانات: يوضح الجدول الآتي قيم ثابت الاتزان عند درجات حرارة مختلفة. في أي منها يكون تركيز النواتج أكبر؟
#### جدول ثابت الاتزان ودرجات الحرارة
| ثابت الاتزان | درجات الحرارة |
| :--- | :--- |
| 4.500 | 373 K |
| 0.500 | 273 K |
| 0.0250 | 263 K |
```
نقاط مهمة
- عند إزالة ناتج (مثل الماء)، يزاح الاتزان نحو اليمين لتكوين المزيد من النواتج وتعويض النقص.
- عند إضافة ناتج، يزاح الاتزان نحو اليسار (نحو المتفاعلات) لتخفيف الجهد.
- عند إزالة متفاعل، يزاح الاتزان نحو اليسار.
- تغيير الحجم (وبالتالي الضغط) يمثل جهداً على النظام المتزن، ويستجيب الاتزان لتخفيف هذا التغيير.
- التشبيه: إعادة تعبئة رفوف المتجر عند بيع المنتجات يشبه استجابة الاتزان لإزالة ناتج.
📋 المحتوى المنظم
📖 محتوى تعليمي مفصّل
نوع: محتوى تعليمي
افترض أن التفاعل افترض أنه بدل زيادة أي من المتفاعلات قرر الكيميائي إزالة الماء H₂O الناتج عن التفاعل بإضافة مادة مجففة - إلى وعاء التفاعل. وفق مبدأ لوتشاتلييه ماذا يمكن أن يحدث للاتزان استجابة لنقصان تركيز الماء؟ سوف تتم إزاحة الاتزان نحو الاتجاه الذي يزيد من تركيز الماء مرة أخرى. وهذا يعني إزاحة الاتزان نحو اليمين وتكوين المزيد من النواتج.
نوع: محتوى تعليمي
فكر كيف تبقى رفوف المتاجر مملوءة بالمنتجات، كما في الشكل 11-3. عندما يشتري الزبائن المواد فإن أحد الموظفين يعوض تناقص المنتجات على الرفوف. وبشكل مشابه يعيد تفاعل الاتزان الماء الذي تمت إزالته؛ حيث يزيد إنتاج الماء لتعويض النقص. في أي نظام متزن تؤدي إزالة أي كمية من أي من النواتج إلى إزاحة الاتزان نحو الجهة اليمنى، وإنتاج المزيد من النواتج.
الشكل 11-3
نوع: محتوى تعليمي
الشكل 11-3 يعرف التاجر المواد الموجودة في متجره كل حين، ولذلك عندما يقل المخزون فإنه يعوضه. فسر هذا التشبيه في ضوء مبدأ لوتشاتلييه.
إضافة إزالة النواتج
نوع: محتوى تعليمي
إضافة إزالة النواتج
نوع: محتوى تعليمي
يمكن أيضًا إزاحة موضع الاتزان نحو اليسار في اتجاه المتفاعلات؛ إذ يتوقع مبدأ لوتشاتلييه أنه إذا تمت إضافة أحد النواتج إلى تفاعل في حالة اتزان فإن ذلك يؤدي إلى إزاحة الاتزان نحو اليسار، ومن ثم تخفيف الجهد بتحويل النواتج إلى متفاعلات. كما أنه إذا تم إزالة أحد المتفاعلات فسوف يحدث إزاحة مشابهة نحو اليسار. لتتوقع أثر جهد ما على الاتزان باستعمال مبدأ لوتشاتلييه، ارجع إلى معادلة التفاعل. يلخص الشكل 12-3 تأثير تغيير التراكيز في الاتزان.
نوع: محتوى تعليمي
ماذا قرأت؟ صف اتجاه الاتزان عند إزالة مادة متفاعلة.
التغيير في الحجم والضغط
نوع: محتوى تعليمي
التغيير في الحجم والضغط
نوع: محتوى تعليمي
انظر إلى تفاعل تكوين الميثان الموضح بالمعادلة الكيميائية:
CO(g) + 3H₂(g) ⇌ CH₄(g) + H₂O(g)
هل يمكن دفع التفاعل لتكوين المزيد من الميثان عن طريق تغيير حجم وعاء التفاعل؟ افترض أن حجم الوعاء يمكن تغييره عن طريق مكبس، كما هو موضح في الشكل 13-3. إذا تم تحريك المكبس إلى أسفل يقل حجم الوعاء. حيث إن تقليل الحجم عند درجة حرارة ثابتة يزيد الضغط. إذن يمثل هذا الضغط الزائد جهدًا مبذولًا على التفاعل المتزن. كيف يستجيب الاتزان لهذا التغيير في الضغط؟ وكيف يخفف من هذا التغيير؟
الشكل 12-3
نوع: محتوى تعليمي
الشكل 12-3 تعمل إضافة أو إزالة إحدى النواتج أو إحدى المتفاعلات على إزاحة الاتزان نحو الاتجاه الذي يخفف الجهد. لاحظ الأسهم غير المتساوية التي تدل على اتجاه الإزاحة. صف كيف يتم إزاحة الاتزان إذا أضيفت كمية من H₂ أو أزيلت كمية من CH₄.
نوع: METADATA
وزارة التعليم 93
Ministry of Education
2025 - 1447
🔍 عناصر مرئية
A photograph of a man in a grocery store aisle, wearing glasses and a blue shirt, reaching for a product on a shelf. The shelves are stocked with various packaged goods. The image illustrates an analogy for chemical equilibrium.
تأثير تغيير التراكيز في الاتزان
A diagram illustrating the effect of changing concentrations of reactants or products on the equilibrium position for the reaction CO(g) + 3H₂(g) ⇌ CH₄(g) + H₂O(g). It shows four numbered scenarios with chemical equations and arrows indicating the direction of the equilibrium shift.
🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة
عدد البطاقات: 4 بطاقة لهذه الصفحة
وفقًا لمبدأ لوتشاتلييه، ماذا يحدث لموضع الاتزان الكيميائي عند إزالة أحد النواتج من التفاعل؟
- أ) ينزاح الاتزان نحو اليسار (اتجاه المتفاعلات) لتكوين المزيد من المتفاعلات.
- ب) ينزاح الاتزان نحو اليمين (اتجاه تكوين النواتج) لتكوين المزيد من الناتج المزال.
- ج) لا يتأثر موضع الاتزان، فقط يتغير ثابت الاتزان.
- د) ينزاح الاتزان نحو اليسار لتقليل كمية الناتج المتبقي.
الإجابة الصحيحة: b
الإجابة: ينزاح الاتزان نحو اليمين (اتجاه تكوين النواتج) لتكوين المزيد من الناتج المزال.
الشرح: 1. إزالة ناتج تقلل تركيزه في النظام المتزن.
2. وفق مبدأ لوتشاتلييه، النظام يستجيب لتقليل أثر هذا التغيير.
3. لذلك، ينزاح الاتزان نحو اليمين (اتجاه التفاعل الأمامي) لتكوين المزيد من الناتج المزال.
4. الهدف: تعويض النقص وإعادة التوازن.
تلميح: فكر في كيفية استجابة النظام لتقليل تركيز أحد مكوناته.
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل
ما تأثير إضافة أحد النواتج إلى تفاعل في حالة اتزان، وفقًا لمبدأ لوتشاتلييه؟
- أ) ينزاح الاتزان نحو اليمين لتكوين المزيد من النواتج الأخرى.
- ب) ينزاح الاتزان نحو اليسار (اتجاه المتفاعلات) لتحويل النواتج إلى متفاعلات.
- ج) يزداد ثابت الاتزان بينما يبقى موضع الاتزان ثابتًا.
- د) ينزاح الاتزان نحو اليمين لاستهلاك الناتج المضاف.
الإجابة الصحيحة: b
الإجابة: ينزاح الاتزان نحو اليسار (اتجاه المتفاعلات) لتحويل النواتج إلى متفاعلات.
الشرح: 1. إضافة ناتج تزيد تركيزه في النظام المتزن.
2. النظام يسعى لتقليل أثر هذه الزيادة.
3. لذلك، ينزاح الاتزان نحو اليسار (اتجاه التفاعل العكسي).
4. الهدف: تحويل جزء من الناتج المضاف إلى متفاعلات لتخفيف الزيادة.
تلميح: كيف يستجيب النظام لزيادة تركيز أحد مكوناته؟
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط
صف اتجاه إزاحة الاتزان عند إزالة مادة متفاعلة من تفاعل كيميائي متزن.
- أ) ينزاح الاتزان نحو اليمين لتكوين المزيد من النواتج.
- ب) ينزاح الاتزان نحو اليسار (اتجاه المتفاعلات) لتكوين المزيد من المادة المتفاعلة المزالة.
- ج) لا يتأثر الاتزان لأن المتفاعلات موجودة في الطرف الأيسر.
- د) ينزاح الاتزان نحو اليمين لاستهلاك المتفاعلات المتبقية.
الإجابة الصحيحة: b
الإجابة: ينزاح الاتزان نحو اليسار (اتجاه المتفاعلات) لتكوين المزيد من المادة المتفاعلة المزالة.
الشرح: 1. إزالة متفاعل تقلل تركيزه في النظام المتزن.
2. وفق مبدأ لوتشاتلييه، النظام يستجيب لتقليل أثر هذا النقص.
3. لذلك، ينزاح الاتزان نحو اليسار (اتجاه التفاعل العكسي).
4. الهدف: تكوين المزيد من المتفاعل المزال لتعويض النقص.
تلميح: تذكر أن النظام يحاول تعويض النقص.
التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط
في تفاعل الاتزان CO(g) + 3H₂(g) ⇌ CH₄(g) + H₂O(g)، إذا أُزيلت كمية من CH₄ (ناتج)، فما اتجاه إزاحة الاتزان؟
- أ) ينزاح الاتزان نحو اليسار لتكوين المزيد من CO و H₂.
- ب) ينزاح الاتزان نحو اليمين لتكوين المزيد من CH₄ (و H₂O).
- ج) ينزاح الاتزان نحو اليسار لأن CH₄ ناتج.
- د) لا يتأثر الاتزان لأن الضغط لم يتغير.
الإجابة الصحيحة: b
الإجابة: ينزاح الاتزان نحو اليمين لتكوين المزيد من CH₄ (و H₂O).
الشرح: 1. CH₄ هو ناتج في التفاعل.
2. إزالة CH₄ تقلل تركيزه.
3. لتقليل أثر هذا النقص، ينزاح الاتزان في الاتجاه الذي يزيد من إنتاج CH₄.
4. اتجاه تكوين CH₄ هو نحو اليمين (التفاعل الأمامي).
تلميح: طبق مبدأ لوتشاتلييه على إزالة ناتج محدد.
التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب