آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
اصل لوشاتلیه؛ تعادل شیمیایی به تغییر دما و غلظت چه واکنشی نشون می‌ده؟
تعادل شیمیایی یعنی رفت‌وبرگشت واکنش با سرعت برابر ادامه دارد، نه اینکه واکنش متوقف شده باشد. اگر غلظت یا دما را عوض کنیم، ترکیب تعادلی می‌تواند تغییر کند؛ اما این ویجت در بخش Q و فشار محدودیت مهمی دارد.
آزمایش رو شروع کناز گزینه‌ی افزودن واکنش‌دهنده با شدت ۱ شروع کن و K، Q و NO₂ در تعادل را بخون. بعد شدت را به ۳ برسون. خروجی‌ها را فقط به‌عنوان عددهای همین مدل بخون؛ Q در این ویجت همیشه صفر می‌ماند.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
حالت آغازین مدل
نوع تغییر را روی افزودن واکنش‌دهنده و شدت را روی ۱ بگذار و اجرا کن.
حدست چیه؟ کارت Q چه عددی می‌دهد و نشانگر جهت به کدام سمت می‌رود؟
توضیح نتیجه رو ببین
مدل K را ۰٫۱۵، Q را صفر و NO₂ در تعادل را حدود ۰٫۱۴ مول بر لیتر نشان می‌دهد؛ نشانگر هم به راست می‌رود. این نتیجه به‌تنهایی قانون کلی جهت جابه‌جایی را آزمایش نمی‌کند، چون NO₂ اولیه در همه‌ی حالت‌ها صفر گذاشته شده است.
شدت افزودن واکنش‌دهنده را بیشتر کن
همان گزینه را نگه دار و شدت را از ۱ به ۳ برسون. خروجی NO₂ را با آزمایش قبل مقایسه کن.
حدست چیه؟ مقدار NO₂ تعادلیِ محاسبه‌شده بالا می‌رود یا پایین؟
توضیح نتیجه رو ببین
عدد مدل از حدود ۰٫۱۴ به ۰٫۲۳ مول بر لیتر می‌رسد و K همان ۰٫۱۵ می‌ماند. Q همچنان صفر است و نشانگر باز هم راست را نشان می‌دهد؛ مقدارها پیش‌بینی کمیِ معتبر برای مخلوط واقعی نیستند.
تغییر دما، K را عوض می‌کند
نوع تغییر را روی افزایش دما بگذار و شدت را روی ۳ تنظیم کن. K و NO₂ خروجی را بخون.
حدست چیه؟ در مدلِ واکنش رو به جلوِ گرماگیر، K با دمای بیشتر چه می‌شود؟
توضیح نتیجه رو ببین
K مدل به حدود ۰٫۴۰۸ و NO₂ خروجی به حدود ۰٫۱۷ مول بر لیتر می‌رسد. شدت ۳ در ویجت یک تنظیم نسبی است، نه دمای واقعی؛ Q صفر و نشانگر همچنان راست می‌ماند.
پشت این حرکت چه خبره؟
در تعادل، دو جهت واکنش هنوز ادامه دارند
وقتی سرعت رفت و برگشت برابر شود، مقدارها در طول زمان ثابت می‌مانند؛ اما در مقیاس ذره‌ای، هر دو جهت واکنش ادامه دارند. تغییر شرایط می‌تواند ترکیب تازه‌ای برای تعادل بسازد.
Q را با K مقایسه می‌کنیم
Kc = [NO2]^2/[N2O4]
برای واکنش N₂O₄ گازی که به دو NO₂ تبدیل می‌شود، غلظت‌ها با توان ضرایب واکنش وارد رابطه می‌شوند. در تعادل، Q با K برابر است؛ اگر Q کمتر یا بیشتر باشد، واکنش به‌ترتیب رو به جلو یا عقب می‌رود.
فشار به تعداد مول‌های گازی دو طرف بستگی دارد
در واکنش N₂O₄ ⇌ 2NO₂، سمت چپ یک مول گاز و سمت راست دو مول گاز دارد. با فشرده شدن مخلوط، تعادل واقعی به سمتی می‌رود که مول گاز کمتری دارد؛ خروجی فشارِ این ویجت این اثر را درست مدل نمی‌کند.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
اگر فشارِ گازها را بیشتر کنیم، چرا در واکنش N₂O₄ ⇌ 2NO₂ انتظار داریم تعادل به چپ برود؟
چون در سمت چپ یک مول گاز و در سمت راست دو مول گاز داریم. فشردن مخلوط، سمتِ دارای مول گاز کمتر را ترجیح می‌دهد. ولی گزینه‌ی فشار این ویجت این رفتار را درست بازسازی نمی‌کند؛ از آن برای نتیجه‌گیری درباره‌ی فشار استفاده نکن.
سؤال‌های رایج
آیا تعادل یعنی واکنش متوقف شده؟
نه؛ واکنش رفت و برگشت ادامه دارد، اما در تعادل سرعتشان برابر است و غلظت‌ها در مقیاس قابل مشاهده ثابت می‌مانند.
Q و K چه فرقی دارند؟
K نسبت غلظت‌ها در تعادل است. Q همان نوع نسبت را برای وضعیت فعلی حساب می‌کند؛ برابر شدنشان یعنی سامانه در تعادل است. کارت Q این ویجت به‌خاطر صفر بودن NO₂ اولیه، این مقایسه را نشان نمی‌دهد.
چرا با دما K تغییر می‌کند؟
ثابت تعادل به دما وابسته است. جهت تغییر K به گرماگیر یا گرماده بودن واکنش رو به جلو بستگی دارد؛ شدتِ این مدل دمای واقعی را مشخص نمی‌کند.
خروجی گزینه‌ی افزایش فشار را می‌توانم باور کنم؟
نه برای این واکنش. این گزینه فشرده‌شدن کل مخلوط و نسبت یک مول گاز در برابر دو مول گاز را درست حساب نمی‌کند؛ کارت NO₂ را به‌عنوان پیش‌بینی شیمی واقعی در نظر نگیر.