سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
عامل سوم که بر جا به جایی تعادل اثرگذار است دما می باشد. در اینجا ابتدا تاثیر تغییر دما بر جهت جا به جایی تعادل و بر مقدار عددی ثابت تعادل را بررسی می کنیم و بعد، به تحلیل یک نمونه واکنش تعادلی مهم تحت تاثیر تغییرات دما خواهیم پرداخت.....
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

اثر تغییر دما روی جا به جایی تعادل

عامل سوم که بر جا به جایی تعادل اثرگذار است دما می باشد. در این جا ابتدا تاثیر تغییر دما بر جهت جا به جایی تعادل و بر مقدار عددی ثابت تعادل را بررسی می کنیم و بعد، به تحلیل یک نمونه واکنش تعادلی مهم تحت تاثیر تغییرات دما خواهیم پرداخت.

 

رابطه تغییر دما با جهت پیشرفت تعادل:

 اثر تغییر دما روی جا به جایی تعادل ها بستگی به گرماگیر یا گرماده بودن تعادل ها دارد. به طور کلی می توان گفت:

 

 با کاهش دما واکنش در جهت گرماده و با افزایش دما واکنش در جهت گرماگیر پیش می رود.

 

البته می توان جهت پیشرفت واکنش را بعد از اعمال تغییر دما به گونه ای دیگر نیز تفسیر کرد. فرض کنید q یکی از مواد شرکت کننده در تعادل باشد؛ در این صورت می توان گفت :

 

با افزایش دما، تعادل در جهت مصرف q پیش می رود و با کاهش دما، تعادل در جهت تولید q جا به جا می شود.

 

شاید بگویید یک مشکلی پیش می آید! اگر در یک سامانه تعادلی، گرماگیر یا گرماده بودن واکنش را تعیین نکرده باشند چگونه موقعیت q را تشخیص دهیم؟ نگران نباشید و به نکته زیر توجه کنید:

 

 در یک سامانه تعادلی q در سمتی قرار دارد که تعداد مول های گازی در آن سمت کمتر باشد.

 

علت در این است که سمتی که تعداد مول های گازی آن بیشتر است در واقع امتیاز آنتروپی بیشتر را دارد و از آنجاییکه سامانه باید تعادلی باشد امتیاز آنتالپی پایین تر و گرماده بودن ( موقعیت q ) باید در سمت مخالف آن باشد. البته نگران نباشید اگر تعداد مول های گازی در طرفین واکنش یکسان باشد طراح سوال موظف است موقعیت نماد q را مشخص کند.

 

تاثیر دما روی مقدار عددی ثابت تعادل (K ):

 

تغییر دما تنها عاملی است که می تواند مقدار K را تغییر دهد

 

اگر نتیجه تغییر دما جا به جایی تعادل در جهت رفت باشد مقدار عددی K افزایش می یابد و اگر تغییر دما باعث جا به جایی تعادل در جهت برگشت شود مقدار عددی K کاهش می یابد.

به عبارتی دیگر در واکنش های گرماگیر، دما با K رابطه مستقیم دارد، چون با افزایش دما واکنش در جهت رفت جا به جا شده و مقدار K نیز زیاد می شود.

 اما در واکنش های گرماده، دما با K رابطه معکوس دارد، چون با افزایش دما طبق اصل لوشاتلیه واکنش در جهت برگشت جا به جا شده و مقدار K کاهش می یابد.

 

تحلیل یک واکنش بسیار مهم:

در ادامه قصد داریم اثر تغییر دما را بر تعادل گازی:  توضیح دهیم.

 

همانطور که ساختار لوویس این گازها را مشاهده می کنید، مولکول NO2(g)  دارای یک الکترون منفرد است و از برخورد دو مولکول NO2(g)  یک مولکول N2O4(g) به دست می آید. این واکنش تنها با تشکیل پیوند همراه است و در نتیجه گرماده است.

 

 

نکته مهم: گاز NO2  قهوه ای رنگ یا به عبارتی خرمایی رنگ و گاز N2O4  بی رنگ است.

  •        اگر ظرف این سامانه تعادلی را در آب جوش قرار دهیم رنگ مخلوط تیره تر می شود که نشان دهنده جا به جایی تعادل در جهت برگشت یعنی در جهت تولید NO2  بوده و با افزایش غلظت این گاز که قهوه ای رنگ است، رنگ مخلوط تعادلی هم تیره تر می شود. در نتیجه با افزایش دما طبق اصل لوشاتلیه تعادل در جهت مصرف q پیش می رود.

 

  •        اگر ظرف این سامانه تعادلی را در مخلوط آب و یخ قرار دهیم رنگ مخلوط تعادلی روشن تر می شود که بیانگر جا به جایی تعادل در جهت رفت یعنی در جهت مصرف NO2  و کاهش غلظت آن است. پس با افزایش دما طبق اصل لوشاتلیه تعادل در جهت تولید q جا به جا می شود.

 

 

 

سوال: با توجه به تعادل   در دو ظرف آب گرم و آب یخ، با مشاهده متفاوت شدن رنگ مخلوط گازی در دو ظرف، کدام مطلب نادرست است؟

 

1- واکنش در جهت رفت گرماگیر است.

2- شمار مولکول های گاز نیتروژن دی اکسید در ظرف آب یخ کمتر است.

3- واکنش در جهت رفت با افزایش سطح انرژی و افزایش آنتروپی همراه است.

4- نسبت شمار مول های گاز N2O4  به گاز NO2 ، در ظرف آب گرم بیشتر است.

 


مرکز یادگیری سایت تبیان- تهیه مهسا شاه حسینی

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین