توازن المجمعات - تأثير التركيز

2023 مؤلف: Jake Johnson | [email protected]. آخر تعديل: 2023-05-24 23:12

تركيز المواد يغير التوازن بالطريقة التالية: عند زيادة تركيز أحد المنتجات ، يتم إزاحة التوازن في اتجاه تكوين المواد المتفاعلة ؛ عندما يزداد تركيز أحد المواد المتفاعلة ، يتحول التوازن في اتجاه تكوين المنتجات.

مع انخفاض تركيز أحد المواد المتفاعلة ، يتم إزاحة التوازن نحو تكوين المواد المتفاعلة ، عندما ينخفض تركيز أحد المنتجات ، يتم إزاحة التوازن في اتجاه تكوين المنتجات.

ثم يُدرك أن الميزان يتم إزاحته دائمًا بحيث يتم تعويض النقص أو الفائض في أحد المكونات. هذه الحقيقة تسمى قانون العمل الجماعي

نظرًا لأن التوازن دائمًا ما يتم إزاحته من أجل التعويض عن الاضطراب الذي يعاني منه النظام ، فهناك علاقة تحدد هذا الإزاحة ، ما يسمى بثابت التوازن الذي يمثله K_c.

يتم الحصول على ثابت التوازن هذا من خلال النسبة بين نواتج تركيزات المنتجات ، من خلال ناتج تركيزات المواد المتفاعلة.

كما نرى في رد الفعل التالي:

الثابت K_{cمُعطى من:}

هكذاإذن ، بما أن الرصيد قد تم تغييره ، فسيكون للثابت نفس القيمة دائمًا. يمكن أن يؤدي تكوين المركب أيضًا إلى الإخلال بتوازن التفاعل ؛ لكن أولاً دعنا نحدد ما هو المركب.

المركّبات أو مركبات التنسيق هي نتاج علاقة بين حمض لويس وقاعدة لويس ، مُعرَّفة على أنها "مركب يحتوي على ذرة أو أيون مركزي ، ترتبط به الجزيئات أو الأيونات المحايدة ، والتي يتجاوز عددها عمومًا رقم التكافؤ أو الأكسدة للذرة المركزية أو الأيون

بشكل عام ، الذرة المركزية عبارة عن معدن يمر بمرحلة انتقالية ، وتشكل مجمعات ملونة ، ولكن هناك أيضًا معقدات تكون فيها الذرة المركزية معدنًا تمثيليًا وفي هذه الحالة ، تكون المجمعات بيضاء ، ما لم يكن المعدن مرتبطًا غلاف ملون.

مثال على التكوين المعقد والتفاعل بين أيونات Al3 +، التي تعمل كأحماض لويس ، وجزيئات الماء التي تشارك في التفاعل من خلال العمل كقاعدة لويس.

تكوين معقد من التفاعل بين حمض لويس وقاعدة لويس.

وهكذا ، يتم ترتيب ستة جزيئات ماء حول أيون الألومنيوم ثلاثي التكافؤ لتشكيل المركب [Al (H2O) 6]3 +.

أمثلة أخرى للمجمعات الموجودة في حياتنا اليومية هي الهيموجلوبين ، مركب الحديد ، الذي يعطي الدم لونه الأحمر ، والكلوروفيل ، مركب المغنيسيوم الذي يعطي الخضار لونها الأخضر.

في حالات التكوين المعقد في محلول مائي ، لا يسمى الثابت ثابت التوازن ، ولكن يسمى ثابت التكوين أو ثابت الاستقرار ، محسوبًا بنفس العلاقة الموضحة في قانون العمل والكتل. لتفاعل التكوين المعقد الموصوف بواسطة:

بينما يتم الحصول على ثابت الاستقرار بواسطة:

يمكن تغيير هذا الثابت لأن الروابط (L) تنضم على التوالي إلى الذرة المركزية (M) ، في حالة حدوث التكوين في مراحل متتالية.

بالنسبة لمجمعات التكوين المتتالي ، قيم K₁، K₂، K_{3 ، K ، تسمى ثوابت التكوين الجزئي ويطلق على ناتج هذه القيم اسم ثابت التكوين الكلي أو المطلق. ثم يمكن دمج المعادلات السابقة في واحدة فقط:}

ثابت التكوين بين تركيز أيون المعدن المركب وتركيزات أيونات المعادن والرابطات الحرة في المحلول. نظرًا لأنه كلما زاد تركيز المركب وانخفض ناتج تركيزات الأيون والروابط الحرة ، زادت قيمة الثابت وزاد استقرار المركب

على العكس ، إذا كان تركيز المركب صغيرًا جدًا ومنتج لتركيزات أيونات المعادن والرابطات الحرة له قيمة عالية ، فكلما انخفضت قيمة ثابت الاستقرار وانخفض استقرار المجمع المتكون.

ثم كلما ارتفعت قيمة الثابت ، زاد ثبات المركب المتكون.