تفسير تغير ثابت الاتزان بدرجة الحرارة في التفاعلات الطاردة للحرارة:
تنص قاعدة لوشاتيليه على أن أي نظام في حالة توازن ديناميكي سيميل إلى مقاومة أي تغيير يتم إحداثه فيه. عندما يتم رفع درجة الحرارة في نظام كيميائي في حالة توازن، فإن هذا التغيير يميل إلى زيادة سرعة التفاعلات الماصة للحرارة.
في التفاعلات الطاردة للحرارة، يكون التفاعل الأمامي طاردًا للحرارة، بينما يكون التفاعل الخلفي ماصًا للحرارة. لذلك، فإن زيادة درجة الحرارة ستؤدي إلى زيادة سرعة التفاعل الخلفي، وبالتالي سينزاح التوازن إلى اليسار.
يمكن تفسير ذلك من خلال قانون السرعة، والذي ينص على أن السرعة الكلية للتفاعل تتناسب مع معدل التفاعل الأمامي ومعدل التفاعل الخلفي. عندما يتم رفع درجة الحرارة، فإن معدل التفاعل الخلفي سيزداد أكثر من معدل التفاعل الأمامي، مما سيؤدي إلى انخفاض في ثابت الاتزان.
مثال توضيحي:
لنفترض أن لدينا التفاعل التالي:
A + B → C + D
هذا التفاعل طارد للحرارة، أي أنه يطلق الحرارة أثناء حدوثه. إذا قمنا برفع درجة الحرارة في نظام في حالة توازن لهذا التفاعل، فإن ذلك سيؤدي إلى زيادة سرعة التفاعل الخلفي:
C + D → A + B
ونتيجة لذلك، سينزاح التوازن إلى اليسار، مما سيؤدي إلى انخفاض في نسبة تركيز المنتجات إلى تركيز المواد المتفاعلة. وبالتالي، سينخفض ثابت الاتزان لهذا التفاعل.
مثال آخر:
لنفترض أن لدينا التفاعل التالي:
N2 + O2 → 2NO
هذا التفاعل طارد للحرارة، أي أنه يطلق الحرارة أثناء حدوثه. إذا قمنا برفع درجة الحرارة في نظام في حالة توازن لهذا التفاعل، فإن ذلك سيؤدي إلى زيادة سرعة التفاعل الخلفي:
2NO → N2 + O2
ونتيجة لذلك، سينزاح التوازن إلى اليسار، مما سيؤدي إلى انخفاض في نسبة تركيز المنتجات إلى تركيز المواد المتفاعلة. وبالتالي، سينخفض ثابت الاتزان لهذا التفاعل.
خاتمة:
بشكل عام، يمكن القول أن ثابت الاتزان في التفاعلات الطاردة للحرارة سيقل بزيادة درجة الحرارة. وذلك لأن زيادة درجة الحرارة تؤدي إلى زيادة سرعة التفاعل الخلفي، مما يؤدي إلى انحراف التوازن إلى اليسار.
