الاتزان الكيميائي؛ هو حالة من التوازن تصل إليها التفاعلات الكيميائية بعد فترة من بداية التفاعل، كما تسعى إليها.

والاتزان الكيميائي يحصل عندما يكون تركيز المواد الناتجة مساوي لتركيز المواد المتفاعلة.

ولا يتوقف التفاعل عند حالة التوازن، بل حالة الاتزان هذه دليل على أن معدل تشكل المواد الناتجة عن التفاعل الكيميائي، يساوي معدل استهلاك المواد المتفاعلة أو الداخلة في التفاعل الكيميائي.

جميع التفاعلات الكيميائية تسعى إلى الاتزان.

أنواع التفاعلات الكيميائية

التفاعلات الكيميائية التامة (ذات الاتجاه الواحد):

التفاعلات الكيميائية التامة هي التفاعلات التي تسير باتجاه واحد أي أن المواد الناتجة عن تفاعل المواد الداخلة إلى التفاعل، لا يمكن أن تتحد مع بعضها، لإعادة تشكيل المواد الأولية في التفاعل (المتفاعلات).

يرمز للتفاعلات التامة (ذات الاتجاه الواحد)؛ بسهم واحد عند كتابة التفاعل الكيميائي.

يصل التفاعل التام إلى حالة التوازن، لكن يجب أن تنطلق إحدى المواد الناتجة على شكل بخار أو تترسب بشكل راسب، وذلك لتحقيق الاتزان الكيميائي.

التفاعلات الكيميائية العكسية (ذات الاتجاهين):

التفاعلات الكيميائي العكسية هي التفاعلات التي تحصل بالاتجاهين، أي بعد أن تفاعلات المواد الداخلة في التفاعل وشكلت النواتج، فإن النواتج بدورها تتفاعل مع بعضها لتعيد تشكيل المواد المتفاعلة.

يرمز للتفاعلات العكسية برمز السهمين باتجاهين، عند كتابة المعادلة الدالة على التفاعل.

عندما يصل التفاعل العكسي إلى حالة التوازن يمكن القول إن معدل تشكل المواد الناتجة مساوي لمعدل استهلاك المواد المتفاعلة.

نجد قاعدة لوشاتوليه في التفاعلات العكسية، والتي تنص على أن “التفاعل العكسي ينشط في الاتجاه الذي يؤدي إلى إلغاء أي تأثير قد يؤثر على جملة التفاعل من ضغط، ودرجة حرارة، وتركيز المواد المتفاعلة أو الناتجة”

أي في حالة التفاعل العكسي المتزن، نجد هذه القاعدة كما يلي:

في حالة سحب المواد المتفاعلة والتقليل من تركيزها؛ فإن التفاعل يعمل بالاتجاه العكسي لتعويض النقص في التركيز وإعادة التفاعل إلى حالة الاتزان.

في حال زيادة تركيز المواد المتفاعلة؛ فإن التفاعل ينشط بالتجاه المباشر لتعويض نقص التركيز في المواد الناتجة، وليصل بالتفاعل إلى حالة الاتزان.

الاتزان الكيميائي؛ هو حالة من التوازن تصل إليها التفاعلات الكيميائية بعد فترة من بداية التفاعل، كما تسعى إليها.

والاتزان الكيميائي يحصل عندما يكون تركيز المواد الناتجة مساوي لتركيز المواد المتفاعلة.

ولا يتوقف التفاعل عند حالة التوازن، بل حالة الاتزان هذه دليل على أن معدل تشكل المواد الناتجة عن التفاعل الكيميائي، يساوي معدل استهلاك المواد المتفاعلة أو الداخلة في التفاعل الكيميائي.

جميع التفاعلات الكيميائية تسعى إلى الاتزان.

أنواع التفاعلات الكيميائية

التفاعلات الكيميائية التامة (ذات الاتجاه الواحد):

التفاعلات الكيميائية التامة هي التفاعلات التي تسير باتجاه واحد أي أن المواد الناتجة عن تفاعل المواد الداخلة إلى التفاعل، لا يمكن أن تتحد مع بعضها، لإعادة تشكيل المواد الأولية في التفاعل (المتفاعلات).

يرمز للتفاعلات التامة (ذات الاتجاه الواحد)؛ بسهم واحد عند كتابة التفاعل الكيميائي.

يصل التفاعل التام إلى حالة التوازن، لكن يجب أن تنطلق إحدى المواد الناتجة على شكل بخار أو تترسب بشكل راسب، وذلك لتحقيق الاتزان الكيميائي.

التفاعلات الكيميائية العكسية (ذات الاتجاهين):

التفاعلات الكيميائي العكسية هي التفاعلات التي تحصل بالاتجاهين، أي بعد أن تفاعلات المواد الداخلة في التفاعل وشكلت النواتج، فإن النواتج بدورها تتفاعل مع بعضها لتعيد تشكيل المواد المتفاعلة.

يرمز للتفاعلات العكسية برمز السهمين باتجاهين، عند كتابة المعادلة الدالة على التفاعل.

عندما يصل التفاعل العكسي إلى حالة التوازن يمكن القول إن معدل تشكل المواد الناتجة مساوي لمعدل استهلاك المواد المتفاعلة.

نجد قاعدة لوشاتوليه في التفاعلات العكسية، والتي تنص على أن “التفاعل العكسي ينشط في الاتجاه الذي يؤدي إلى إلغاء أي تأثير قد يؤثر على جملة التفاعل من ضغط، ودرجة حرارة، وتركيز المواد المتفاعلة أو الناتجة”

أي في حالة التفاعل العكسي المتزن، نجد هذه القاعدة كما يلي:

في حالة سحب المواد المتفاعلة والتقليل من تركيزها؛ فإن التفاعل يعمل بالاتجاه العكسي لتعويض النقص في التركيز وإعادة التفاعل إلى حالة الاتزان.

في حال زيادة تركيز المواد المتفاعلة؛ فإن التفاعل ينشط بالتجاه المباشر لتعويض نقص التركيز في المواد الناتجة، وليصل بالتفاعل إلى حالة الاتزان.

أهمية ثابت الاتزان

يمكنك إجراء بعض التنبؤات حول التفاعل الكيميائي على أساس ما إذا ثابت توازن كبير أو صغير. إذا كانت قيمة K ج كبيرة جدا، ثم التوازن تفضل رد فعل على حق، وهناك المزيد من المنتجات من المواد المتفاعلة. ويمكن القول إن رد الفعل لتكون “كاملة” أو “الكمية”.

لن تؤثر الزيادة في تركيز إحدى المواد من المواد المتفاعلة أو الناتجة على قيمة ثابت التوازن ، ولكن إذا زاد تركيز أحد المواد المتفاعلة ، فسيؤدي ذلك إلى انخفاض في تركيز المادة الأخرى. المواد ، وبالتالي زيادة في تركيز المواد المنتجة ، وهذا هو ، وفقا لحكم لو شاتيلير ، رد الفعل وسوف يتحول إلى اليمين ، لزيادة تركيز واحد من المواد المتفاعلة.

يتم استهلاك النتروجين من قبل الكائنات الحية وذلك إما بشكل بروتينات، أو بشكل النترات، ومع ذلك تبقى نسبته ثابتة نتيجة عودته إلى التربة أو إلى الهواء ويكون ذلك بعد موت الكائنات الحية، وتحللها وبقاياها.

نسبة الماء الثابتة:

عندما يتبخر الماء ويصعد إلى الطبقات العالية من الجو، فإنه يتكاثف ويعود بشكل غيوم تمطر، فتبقى نسبته ثابتة في البحار والمحيطات والمياه الجوفية وطبقات الغلاف الجوي، والهواء، وحتى في جسم الكائنات الحية.