جواب خودرابیازمایید صفحه 105 شیمی دوازدهم

پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی دوازدهم صفحه ۱۰۵ - با هم بیندیشیم سلام به شیمی‌دان‌های باهوش! در این فعالیت می‌خواهیم اثر تغییر غلظت بر یک سامانه تعادلی را طبق **اصل لوشاتلیه** بررسی کنیم. وقتی ما مقداری ماده به یک تعادل اضافه می‌کنیم، سامانه سعی می‌کند با مصرف کردن بخشی از آن ماده، با مزاحمت ایجاد شده مقابله کند تا دوباره به آرامش یا همان تعادل جدید برسد. در اینجا ما $0/05\,mol$ گاز نیتروژن ($N_{2}$) به محفظه اضافه کردیم. اگر به مقادیر تعادل (۲) نگاه کنید، متوجه می‌شوید که غلظت $NH_{3}$ از $0/14$ به $0/16$ افزایش یافته است. این یعنی سامانه برای مصرف کردن نیتروژن اضافی، در جهت **رفت** (تولید محصول) جابه‌جا شده است. همچنین دقت کنید که مقدار $H_{2}$ از $0/50$ به $0/47$ کاهش یافته است؛ این کاهش نشان‌دهنده آن است که مقداری از هیدروژن همراه با نیتروژنِ تازه وارد شده، مصرف شده است تا آمونیاک بیشتری تولید گردد.

پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی دوازدهم صفحه ۱۰۵ - تمرین ۱ بیایید با استفاده از داده‌های عددی موجود در تصویر، جدول غلظت‌ها و ثابت تعادل را کامل کنیم. چون حجم ظرف **۱ لیتر** است، تعداد مول‌های نوشته شده در محفظه‌ها دقیقاً برابر با غلظت مولی ($M$) خواهد بود. | تعادل | $[NH_{3}]$ | $[H_{2}]$ | $[N_{2}]$ | $K$ | | :--- | :---: | :---: | :---: | :---: | | **۱** | $0/14$ | $0/50$ | $0/07$ | **$2/24$** | | **۲** | $0/16$ | $0/47$ | $0/11$ | **$2/24$** | **روش محاسبه $K$**: $$K = \frac{[NH_{3}]^{2}}{[N_{2}][H_{2}]^{3}}$$ برای تعادل (۱): $$K_{1} = \frac{(0/14)^{2}}{0/07 \times (0/50)^{3}} = \frac{0/0196}{0/07 \times 0/125} = 2/24$$ برای تعادل (۲): $$K_{2} = \frac{(0/16)^{2}}{0/11 \times (0/47)^{3}} \approx \frac{0/0256}{0/11 \times 0/1038} \approx 2/24$$ **نکته طلایی**: مشاهده کردید که مقدار **$K$** در هر دو حالت یکسان باقی ماند؟ این یعنی تغییر غلظت مواد نمی‌تواند مقدار عددی ثابت تعادل را عوض کند؛ ثابت تعادل فقط و فقط با تغییر **دما** تغییر می‌کند.

پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی دوازدهم صفحه ۱۰۵ - تمرین ۲ با مقایسه اعداد موجود در دو ستون تعادل (۱) و (۲)، تغییرات زیر مشاهده می‌شود: غلظت مواد زیر افزایش یافته است: ۱- **نیتروژن ($N_{2}$)**: غلظت آن از $0/07$ به $0/11\,M$ رسیده است (به دلیل افزودن مقداری از این گاز به سامانه). ۲- **آمونیاک ($NH_{3}$)**: غلظت آن از $0/14$ به $0/16\,M$ افزایش یافته است (چون سامانه برای مقابله با تغییر، بخشی از نیتروژن اضافی را مصرف و به محصول تبدیل کرد).

پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی دوازدهم صفحه ۱۰۵ - تمرین ۳ واکنش در **جهت رفت (به سمت تولید آمونیاک)** پیش رفته است. **دلیل علمی**: طبق اصل لوشاتلیه، اگر عاملی غلظت یکی از مواد واکنش‌دهنده را افزایش دهد، سامانه در جهتی جابه‌جا می‌شود که آن ماده را **مصرف** کند. در اینجا چون نیتروژن یک واکنش‌دهنده است، سامانه با حرکت به سمت راست، آن را با هیدروژن ترکیب کرده تا تعادل جدیدی برقرار شود.

پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی دوازدهم صفحه ۱۰۵ - تمرین ۴ مقدار **$K$ تغییر نکرده است** و ثابت مانده است. **نتیجه‌گیری مهم**: این ویژگی به ما می‌آموزد که ثابت تعادل یک «عدد مشخص برای یک دمای مشخص» است. تغییر در مقدار مواد شرکت‌کننده (غلظت)، اگرچه باعث جابه‌جایی تعادل و تغییر مقادیر نهایی می‌شود، اما نمی‌تواند نسبت غلظت‌ها (یعنی همان $K$) را تغییر دهد.

پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی دوازدهم صفحه ۱۰۵ - تمرین ۵ عبارت صحیح به این صورت کامل می‌شود: «هنگامی که در دمای ثابت، غلظت یکی از مواد شرکت‌کننده در سامانه تعادلی **افزایش** یابد، واکنش در جهت **مصرف** آن تا حد امکان پیش می‌رود تا به تعادل **جدید** برسد.» **توضیح تکمیلی**: این عبارت بیانگر روح اصل لوشاتلیه است. اگر غلظت ماده‌ای را **افزایش** دهیم، واکنش در جهت **مصرف** آن (سمت مخالف) جابه‌جا می‌شود. اما اگر غلظت ماده‌ای را **کاهش** دهیم، واکنش در جهت **تولید** آن جابه‌جا خواهد شد تا کمبود آن را جبران کند.