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 :
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. 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. 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.تحلیل یک واکنش بسیار مهم: