المحاضرة الثانية عشر /اهميه معرفه ثابت الاتزان ج2

الكيمياء للصف السادس العلمي المحاضرة الثانية عشر /اهميه معرفه ثابت الاتزان ج2

 

🔹 أولًا: خطوات حل مسائل ثابت الاتزان

  1. كتابة معادلة التفاعل الموزونة.
  2. تحديد المعطيات: (تركيزات ابتدائية، تركيزات عند الاتزان، أو قيمة K).
  3. استخدام جدول ICE (Initial, Change, Equilibrium) إذا لزم الأمر.
  4. كتابة تعبير K:

    K=[نواتج]معاملاتها[متفاعلات]معاملاتهاK = \frac{[\text{نواتج}]^{\text{معاملاتها}}}{[\text{متفاعلات}]^{\text{معاملاتها}}}

  5. التعويض وحل المعادلة للحصول على المطلوب.

 

📘 السؤال:

تمرين 9
وُجدت ثوابت الاتزان للضغوط الجزئية عند درجة حرارة 2000K لكل من التفاعلات الآتية:

12Br2+12F2⇌BrFKp=150\frac{1}{2} \text{Br}_2 + \frac{1}{2} \text{F}_2 \rightleftharpoons \text{BrF} \quad K_p = 150 12Br2+32F2⇌BrF3Kp=2.5\frac{1}{2} \text{Br}_2 + \frac{3}{2} \text{F}_2 \rightleftharpoons \text{BrF}_3 \quad K_p = 2.5احسب ثابت الاتزان KcK_c للتفاعل:

BrF3⇌BrF+F2\text{BrF}_3 \rightleftharpoons \text{BrF} + \text{F}_2

🧪 الحل:

✅ الخطوة 1: فهم التفاعل المطلوب

نريد إيجاد KcK_c لتفاعل:

BrF3⇌BrF+F2\text{BrF}_3 \rightleftharpoons \text{BrF} + \text{F}_2

لكن المعطى لدينا هو KpK_p لتفاعلات مختلفة. لذلك سنستخدم هذه التفاعلات لبناء التفاعل المطلوب.

✅ الخطوة 2: نعكس ونطرح التفاعلات للوصول للتفاعل النهائي

التفاعل (1):

12Br2+12F2⇌BrF(Kp1=150)\frac{1}{2} \text{Br}_2 + \frac{1}{2} \text{F}_2 \rightleftharpoons \text{BrF} \quad (K_{p1} = 150)

التفاعل (2):

12Br2+32F2⇌BrF3(Kp2=2.5)\frac{1}{2} \text{Br}_2 + \frac{3}{2} \text{F}_2 \rightleftharpoons \text{BrF}_3 \quad (K_{p2} = 2.5)

نعكس التفاعل (2) للحصول على:

BrF3⇌12Br2+32F2⇒Kp2′=12.5\text{BrF}_3 \rightleftharpoons \frac{1}{2} \text{Br}_2 + \frac{3}{2} \text{F}_2 \quad \Rightarrow K_{p2}’ = \frac{1}{2.5}

نجمعه مع التفاعل (1):

BrF3→12Br2+32F2\text{BrF}_3 \rightarrow \frac{1}{2} \text{Br}_2 + \frac{3}{2} \text{F}_2 12Br2+12F2→BrF\frac{1}{2} \text{Br}_2 + \frac{1}{2} \text{F}_2 \rightarrow \text{BrF}

الناتج:

BrF3⇌BrF+F2\text{BrF}_3 \rightleftharpoons \text{BrF} + \text{F}_2

✨ وصلنا للتفاعل المطلوب!

✅ الخطوة 3: حساب ثابت الاتزان

عند جمع تفاعلين:

Kالجديد=Kp1×Kp2′K_{الجديد} = K_{p1} \times K_{p2}’ Kp للتفاعل المطلوب=150×12.5=1502.5=60K_{p\, للتفاعل\, المطلوب} = 150 \times \frac{1}{2.5} = \frac{150}{2.5} = 60

✅ الخطوة 4: تحويل KpK_p إلى KcK_c

العلاقة بين KpK_p وKcK_c:

Kp=Kc(RT)ΔnK_p = K_c(RT)^{\Delta n}

في التفاعل:

BrF3⇌BrF+F2\text{BrF}_3 \rightleftharpoons \text{BrF} + \text{F}_2

عدد مولات الغاز:

  • المتفاعلات: 1 (BrF₃)
  • النواتج: 1 + 1 = 2

إذًا:
Δn=2−1=1\Delta n = 2 – 1 = 1

نعوّض:

Kp=Kc⋅(RT)1⇒Kc=KpRTK_p = K_c \cdot (RT)^1 \Rightarrow K_c = \frac{K_p}{RT}

نفترض:

  • R = 0.0821 L·atm/mol·K
  • T = 2000 K

Kc=600.0821×2000=60164.2≈0.3655K_c = \frac{60}{0.0821 \times 2000} = \frac{60}{164.2} \approx 0.3655

✅ الإجابة النهائية:

Kc≈0.37K_c \approx 0.37

 

📘 السؤال:

التفاعلات التالية لها ثوابت اتزان كما يلي:

CO2+H2O⇌H++HCO3−Kc=4.2×10−7\text{CO}_2 + \text{H}_2O \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{HCO}_3^- \quad K_c = 4.2 \times 10^{-7} CaCO3⇌CO32−+Ca2+Kc=4.7×10−9\text{CaCO}_3 \rightleftharpoons \text{CO}_3^{2-} + \text{Ca}^{2+} \quad K_c = 4.7 \times 10^{-9} HCO3−⇌H++CO32−Kc=4.7×10−11\text{HCO}_3^- \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{CO}_3^{2-} \quad K_c = 4.7 \times 10^{-11}احسب ثابت الاتزان KcK_c للتفاعل الكلي:

CO2+CaCO3+H2O⇌Ca2++2HCO3−\text{CO}_2 + \text{CaCO}_3 + \text{H}_2O \rightleftharpoons \text{Ca}^{2+} + 2\text{HCO}_3^-

🧪 الحل:

✅ الخطوة 1: التحقق من أن التفاعلات يمكن جمعها

نجمع التفاعلات الثلاثة:

(1)

CO2+H2O⇌H++HCO3−K1=4.2×10−7\text{CO}_2 + \text{H}_2O \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{HCO}_3^- \quad K_1 = 4.2 \times 10^{-7}

(2)

CaCO3⇌CO32−+Ca2+K2=4.7×10−9\text{CaCO}_3 \rightleftharpoons \text{CO}_3^{2-} + \text{Ca}^{2+} \quad K_2 = 4.7 \times 10^{-9}

(3)

HCO3−⇌H++CO32−K3=4.7×10−11\text{HCO}_3^- \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{CO}_3^{2-} \quad K_3 = 4.7 \times 10^{-11}

لكن نلاحظ أن التفاعل (3) يجب عكسه، لأننا نحتاج في التفاعل النهائي أن نُنتج HCO₃⁻، وليس أن نُحلله.

نعكس التفاعل (3):

H++CO32−⇌HCO3−K3′=14.7×10−11\text{H}^+ + \text{CO}_3^{2-} \rightleftharpoons \text{HCO}_3^- \quad K_3′ = \frac{1}{4.7 \times 10^{-11}}

✅ الخطوة 2: جمع التفاعلات

نجمع:

  • (1): CO2+H2O→H++HCO3−\text{CO}_2 + \text{H}_2O \rightarrow \text{H}^+ + \text{HCO}_3^-
  • (2): CaCO3→CO32−+Ca2+\text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CO}_3^{2-} + \text{Ca}^{2+}
  • (3 معكوس): H++CO32−→HCO3−\text{H}^+ + \text{CO}_3^{2-} \rightarrow \text{HCO}_3^-

الناتج النهائي:

CO2+CaCO3+H2O→Ca2++2HCO3−\text{CO}_2 + \text{CaCO}_3 + \text{H}_2O \rightarrow \text{Ca}^{2+} + 2\text{HCO}_3^-

✨ تمامًا كما هو مطلوب!

✅ الخطوة 3: حساب K النهائي

عند جمع التفاعلات:

Kc النهائي=K1×K2×K3′K_{c\, النهائي} = K_1 \times K_2 \times K_3′

نعوض:

  • K1=4.2×10−7K_1 = 4.2 \times 10^{-7}
  • K2=4.7×10−9K_2 = 4.7 \times 10^{-9}
  • K3′=14.7×10−11≈2.13×1010K_3′ = \frac{1}{4.7 \times 10^{-11}} \approx 2.13 \times 10^{10}

نحسب:

Kc=(4.2×10−7)×(4.7×10−9)×(2.13×1010)K_c = (4.2 \times 10^{-7}) \times (4.7 \times 10^{-9}) \times (2.13 \times 10^{10})

نحسب المضاعفات خطوة بخطوة:

  1. 4.2×4.7=19.74×10−164.2 \times 4.7 = 19.74 \times 10^{-16}
  2. 19.74×2.13=42.0319.74 \times 2.13 = 42.03
  3. الأسس: 10−16×1010=10−610^{-16} \times 10^{10} = 10^{-6}

Kc=42.03×10−6=4.2×10−5K_c = 42.03 \times 10^{-6} = 4.2 \times 10^{-5}

✅ الإجابة النهائية:

Kc≈4.2×10−5K_c \approx 4.2 \times 10^{-5}

 

المحاضرة السابق
رجوع إلى الدرس
المحاضرة التالي