10 عاشرًا: قاعدة لوشاتيليه
- قاعدة لوشاتيليه: إذا حدث تغير في أحد العوامل المؤثرة على نظام في حالة اتزان (التركيز أو الضغط أو درجة الحرارة)، فإن النظام ينشط في الاتجاه الذي يقلل أو يلغي هذا التغير.
- وضع العالم لوشاتيليه هذه القاعدة من مجمل المشاهدات لتصف أثر التركيز والحرارة والضغط على موضع الاتزان.
أ) تأثير التركيز
- زيادة تركيز أحد المتفاعلات (أو سحب أحد النواتج) ينشط التفاعل في الاتجاه الطردي لاستهلاك الزيادة.
- زيادة تركيز أحد النواتج (أو سحب أحد المتفاعلات) ينشط التفاعل في الاتجاه العكسي.
- في تجربة FeCl₃ + NH₄SCN: زيادة FeCl₃ تزيد الاحمرار (ينشط الطردي).
- التركيز يغير موضع الاتزان فقط ولا يغير قيمة Kc.
ب) تأثير الضغط (للغازات فقط)
- يؤثر فقط في التفاعلات الغازية التي يختلف فيها عدد المولات الغازية بين الطرفين.
- زيادة الضغط تنشط التفاعل في اتجاه عدد المولات الأقل (الحجم الأقل).
- خفض الضغط ينشط التفاعل في اتجاه عدد المولات الأكثر.
- إذا تساوى عدد مولات الغازات في الطرفين فلا أثر للضغط.
- مثال: تحضير النشادر 3H₂ + N₂ ⇌ 2NH₃ ينقص فيه عدد المولات (4 ← 2)، لذا يزداد معدل تكوّن النشادر بالضغط المرتفع.
ج) تأثير درجة الحرارة
- رفع الحرارة ينشط التفاعل الماص (الذي يمتص حرارة)، وتبريد النظام ينشط التفاعل الطارد.
- تفاعل طارد للحرارة (A + B ⇌ C + حرارة): برفع الحرارة ينشط الاتجاه العكسي وتقل Kc؛ وبالتبريد ينشط الاتجاه الطردي وتزداد Kc.
- تفاعل ماص للحرارة (A + حرارة ⇌ C): برفع الحرارة ينشط الاتجاه الطردي وتزداد Kc؛ وبالتبريد ينشط الاتجاه العكسي وتقل Kc.
تجربة ثاني أكسيد النيتروجين
- دورق به غاز NO₂ البني المحمر يوضع في مخلوط مبرد، فتخف حدة اللون تدريجيًا حتى يزول البني.
- عند إخراجه وتركه حتى حرارة الغرفة (25°م) يعود اللون البني ويشتد كلما ارتفعت الحرارة.
2NO₂(g) (بني محمر) ⇌ N₂O₄(g) (عديم اللون) + حرارة
- نستنتج أن تفاعل تكوين N₂O₄ طارد للحرارة، وأن رفع الحرارة ينشط التفاعل الماص (العكسي) فيزداد NO₂.
د) تأثير العامل الحفاز
- لا يؤثر على موضع الاتزان ولا على قيمة Kc.
- يزيد سرعة التفاعلين الطردي والعكسي بنفس المقدار بخفض طاقة التنشيط، فيصل التفاعل إلى الاتزان أسرع فقط.