10-2 مبدأ لوشاتيليه

• إيه هو مبدأ لوشاتيليه وإزاي بيعبر عن رد فعل الأنظمة المتزنة ضد أي تغير خارجي.
• تأثير التغير في التركيز على موضع الاتزان الكيميائي.
• تأثير التغير في الضغط وحجم الوعاء على الاتزان للأنظمة الغازية.
• تأثير درجة الحرارة على موضع الاتزان وقيمة ثابت الاتزان K في التفاعلات الماصة والطاردة للحرارة.
• دور العامل الحفاز وإضافة غاز خامل في نظام متزن.
• تطبيق المبدأ عملياً في الصناعة لزيادة إنتاج غاز الأمونيا (طريقة هابر-بوش).

السؤال: في التفاعل المتزن التالي:

ماذا يحدث لتركيز غاز الكلور Cl2 عند:

1. رفع درجة حرارة التفاعل.
2. زيادة الضغط عن طريق تقليص حجم الوعاء.

خطوات الحل:

1. رفع درجة الحرارة: التفاعل طارد للحرارة ( Δ H سالبة)، يعني الحرارة ناتج في اليمين. عند رفع الحرارة، يزاح الاتزان عكسياً نحو اليسار (المتفاعلات). بالتالي يزداد تركيز غاز الكلور Cl2.
2. زيادة الضغط: عدد مولات الغاز في اليسار (المتفاعلات) هو 1 + 1 = 2 mol ، وفي اليمين (النواتج) هو 1 mol . زيادة الضغط تزاح التفاعل نحو عدد المولات الأقل وهو اليمين (الطردي). بالتالي يقل تركيز المتفاعلات، أي يقل تركيز غاز الكلور Cl2.

1. حساب المواد الصلبة والسائلة في أسئلة الضغط: يقع الكثير من الطلاب في خطأ حساب عدد مولات المواد الصلبة والسائلة النقية عند تحديد تأثير الضغط. تذكر دائماً: الضغط يؤثر فقط على المواد الغازية والمحاليل الغازية، والمواد الصلبة ( s ) والسائلة ( l ) تُهمل تماماً كأن عدد مولاتها صفر.
2. الاعتقاد بأن التركيز أو الضغط يغير قيمة K : يعتقد بعض الطلاب خطأً أن زيادة تركيز المتفاعلات أو زيادة الضغط يغير من قيمة ثابت الاتزان Kc أو Kp . تذكر: الثابت لا يتأثر بأي عامل سوى درجة الحرارة فقط.
3. إهمال شرط الضغط الثابت عند إضافة الغاز الخامل: يظن الطلاب أن الغاز الخامل لا يؤثر مطلقاً في كل الحالات، وينسون أنه لو أُضيف عند ضغط كلي ثابت، فإنه يسبب زيادة في حجم الوعاء وبالتالي يزيح الاتزان نحو الطرف ذي عدد المولات الغازية الأكبر.