هناك العديد من الامور لابد من مراعاتها عند إجراء تفاعل كيميائي، تلك الأمور على رأسها تحقيق التوازن الكيميائي.

الاتزان الكيميائي

– الاتزان الكيميائي عبارة عن وصول النظام الكيميائي إلى درجة كبيرة من التوازن أو الثبات، وذلك بمعنى عدم حصول أي تغييرات في التفاعلات الكيميائية الحادثة في النظام الكيميائي أو تغيير في النسبة التي تخص تركيز المواد أكان المواد الداخلة أو الخارجة من التفاعل الكيميائي.

– وأن يصل النظام الكيميائي إلى تلك الحالة من التوازن الميكانيكي والذي هو عبارة عن مساواة بين السرعة الخاصة بالمواد المتفاعلة والمواد الناتجة عن التفاعل الكيميائي.

النص الخاص بنظرية لوشاتلييه

إذا تعرض النظام الكيميائي وهو في حالة من الاتزان إلى أي تغييرات باختلاف نوعه فإن النظام الكيميائي سوف يمشي في الاتجاه المعاكس لهذا التغيير، ويرجع ذلك إلى تقليل أثره أو امتصاصه، وبعد ذلك إعادة التأسيس لحالة جديدة من الاتزان الكيميائي مرة أخرى.

مفهوم ثابت الاتزان

– يعرف ثابت الاتزان على أنه عبارة عن هذه الحالة التي تخص الاتزان الكيميائي والتي تصل إلى هذه الحالة عدد كبير من المواد الكيميائية التي تتفاعل بشكل معاكس ويكون ذلك عندما تكون السرعة الخاصة بالتفاعل العكسي متساوي في القيمة.

– والقيمة الخاصة بها تكون كسرا البسط الخاص بها نتيجة ضرب تركيز المواد الناتجة عن التفاعل، وتركيز كل مادة منها يكون مرفوعا إلى أس يعادل معامل هذه المادة في المعادلة الموزونة الخاصة بالتفاعل، ويكون مقامه هو نتيجة ضرب تركيز المواد الداخلة في التفاعل، وتركيز كل مادة منها يكون مرفوعا إلى أس.

العوامل المؤثرة في الاتزان الكيميائي

هناك مجموعة من العوامل الرئيسية التي تؤثر بشكل كبير وبصورة مباشرة على العملية الخاصة بالاتزان الكيميائي، وتتمثل هذه العوامل في التالي:

أولا: تركيز المواد المتفاعلة

– حيث أن إذا حدث أي زيادة في مادة من المواد المتفاعلة أو المواد الناتجة عن التفاعل، لن تقوم بالتأثير على هذه القيمة الثابتة الخاصة بعملية الاتزان الكيميائي، ولكن في حالة إذا ازداد التركيز الخاص بأي مادة من المواد المتفاعلة فينشأ عن ذلك وجود نقص في تركيز المادة الأخرى.

– مما ينتج وجود زيادة في معدل تركيز المواد الناتجة عن التفاعل الكيميائي، وحسب القاعدة الخاصة بلوشاتلييه فإن التفاعل سيكون اتجاهه ناحية اليمين، ويرجع ذلك إلى زيادة تركيز أحد المواد الموجودة في التفاعل الكيميائي.

ثانيا: درجة الحرارة

– من الشائع والمعروف أنه إذا تم رفع درجة الحرارة في هذه التفاعلات التي تمتص الحرارة فإنه سيتجه التفاعل الكيميائي إلى الناحية الأخرى التي يقوم التفاعل فيها بامتصاص الحرارة وذلك يحدث في التفاعلات الكيميائية التي يكون عامل التفاعل الأمامي فيها يمتص الحرارة وبالتالي يعني ذلك زيادة القيمة الخاصة بثابت الاتزان الكيميائي الخاص بالمواد المتفاعلة.

– أما بالنسبة للتفاعلات التي يكون عامل التفاعل الأمامي فيها طارد للحرارة فيؤدي ذلك إلى زيادة درجات الحرارة مما ينتج عنه حدوث نقص للقيمة الخاصة بثابت الاتزان الكيميائي، وبالتأكيد سيقوم ذلك بالتأثير على السرعة التي تخص التفاعل الكيميائي، ويرجع ذلك إلى أنها ستقوم بزيادة عدد التصادمات بشكل أساسي مما يسبب زيادة في الطاقة الخاصة بالتصادم للمواد التي تتفاعل كيميائيا.

ثالثا: عنصر الضغط

يعتبر العنصر الخاص بالضغط من أهم العناصر التي لها تأثير قوي وشديد في الاتزان الكيميائي، ويرجع ذلك إلى تأثير الضغط على الوضع الخاص بالاتزان الكيميائي بالإضافة إلى القيمة الثابتة بالاتزان الكيميائي وأيضا التفاعلات الكيميائية، والتي سينتج عنها غاز يكون اتجاه التفاعل الخاص به في الناحية التي يكون حجم النظام الكيميائي فيها أقل، أما بالنسبة للتفاعلات الكيميائية والتي تتكون في المحلول فهي لا تتأثر في العادة بشكل كبير من عنصر الضغط.

رابعا: إضافة غاز خامل

إذا تم إضافة أي نوع من أنواع الغازات الخاملة إلى التفاعل الكيميائي فلا تقوم بالتأثير على الوضع الخاص بالاتزان الكيميائي بأي شكل من الأشكال ولكنها ستسبب فقط زيادة في المعدل الخاص بالضغط الكلي داخل النظام الكيميائي.

خامسا: المواد المحفزة

إذا تم إضافة أي مادة من هذه المواد المحفزة إلى التفاعل الكيميائي في الأساس فإنه لا ينتج عنها أي تأثير على الوضع الخاص بالاتزان التفاعلي في هذه الحالة، بجانب عدم حدوث أي تغييرات في درجة الحرارة التي تخص التفاعل الكيميائي.

الخصائص الخاصة بالاتزان الكيميائي

يحتوي الاتزان الكيميائي دائما على تفاعلين متضادين أو متعاكسين، وبقاء التنافسين في التفاعل الكيميائي سواء الطردي أو العكسي بنفس السرعة لكي يصلوا إلى التوان الكيميائي، ويمتاز الاتزان الكيميائي أنه له طبيعة نشطة بشكل مستمر، والتفاعلات الكيميائية تسير تلقائيا تجاه تحقيق الاتزان دون أي تدخل خارجي، وحدوث أي تغييرات في اتزان النظام الكيميائي مثل تغييرات في الضغط أو في درجة الحرارة أو في نسبة تركيز مواد التفاعل يؤدي إلى حدوث إخلال في الاتزان الكيميائي، والاتزان الكيميائي هو حالة يكون فيها خصائص المجموعة المتزنة ثابتة مع مرور الزمن، إذا تم اختلال الاتزان الكيميائي بسبب مؤثر خارجي فإن المجموعة تقوم بتغيير خصائصها بحيث تقوم بمعاكسة الفعل الخاص بالمؤثر الخارجي.