Tarazlıq adətən sistemin və ya bədənin ona edilən bütün təsirlərin bir-birini kompensasiya etdiyi zaman onun xüsusi vəziyyəti kimi başa düşülür. Və ya ümumiyyətlə yox. Kimyada tarazlıq anlayışı müxtəlif maddələr arasında baş verən reaksiyalara, daha doğrusu, onların baş vermə şərtlərinə tətbiq edilir.
Balans anlayışı
Kimyəvi reaksiyaların müxtəlif meyarlara görə bir çox təsnifatı var, lakin kimyəvi tarazlıqdan danışarkən geri dönən və geri dönməyən reaksiyaların nə olduğunu xatırlamaq lazımdır.
Əgər reaksiya nəticəsində bir-biri ilə qarşılıqlı təsir göstərməyən məhsullar əmələ gəlirsə, onlar geri dönməz reaksiyalardan danışırlar, yəni yalnız irəli istiqamətə gedirlər. Adətən, onların tərkibindəki məhsullardan biri qaz halında, bir qədər dissosiasiya olunan və ya həll olunmayan birləşmədir. Məsələn:
Pb(NO3)2 + 2ΗCl PbCl2↓ + 2HNO 3
Na2CO3 + 2ΗCl 2NaCl + CO2↑ + Η 2O
NaOΗ + ΗCl NaCl + Η2O
Tərsiyə çevrilən reaksiyaların məhsulları bir-biri ilə qarşılıqlı təsir göstərə bilir və beləliklə başlanğıc maddələr əmələ gətirir, yəniiki əks istiqamətli reaksiya eyni vaxtda baş verir. Əgər zamanın müəyyən nöqtəsində, müəyyən şərtlər altında, irəli reaksiyanın sürəti əksin sürətinə bərabər olarsa, kimyəvi tarazlıq qurulur.
Qeyd etmək lazımdır ki, belə bir tarazlıq dinamik kimi xarakterizə olunur. Başqa sözlə, hər iki reaksiya davam edir, lakin onun bütün iştirakçılarının konsentrasiyası dəyişməz qalır və tarazlıq adlanır.
Riyazi olaraq bu vəziyyət tarazlıq sabitindən (Kp) istifadə etməklə ifadə edilir. aΑ + bB сс + dD tənliyi ilə təsvir edilən maddələrin qarşılıqlı təsiri olsun. Əks reaksiyalar üçün hərəkət edən kütlələr qanunu ilə onların sürətlərini hesablamaq üçün düsturlar yazmaq olar. Bu dərəcələr tarazlıq vəziyyətində bərabər olacağından, iki əks reaksiyanın sürət sabitlərinin nisbətini ifadə etmək olar. Burada ədədi olaraq tarazlıq sabitinə bərabər olacaq.
Kr dəyəri davam edən reaksiyaların tamlığını müəyyən etməyə kömək edir. Əgər Kp<1, onda irəli istiqamətdə reaksiya demək olar ki, davam etmir. Əgər Кр>1, onda tarazlıq məhsullara köçürülür.
Tarazlıq növləri
Kimyəvi tarazlıq doğru, aşkar və yanlışdır. Həqiqi tarazlığın əlamətləri:
- Xarici təsir yoxdursa, zamanla dəyişməzdir.
- Xarici təsirlər dəyişərsə (bu, temperatura, təzyiqə və s. aiddir), o zaman sistemin vəziyyəti də dəyişir. Ancaq şərtlərin ilkin dəyərlərini qaytarmaq kifayətdir,balans dərhal bərpa olunur.
- Həqiqi tarazlıq vəziyyəti həm kimyəvi reaksiyanın məhsullarından, həm də başlanğıc maddələrdən əldə edilə bilər.
Əgər bu şərtlərdən ən azı biri təmin edilmirsə, onda belə bir tarazlığın aşkar (metastabil) olduğunu deyirik. Xarici şərtlər dəyişdikdə sistemin vəziyyəti geri dönməz şəkildə dəyişməyə başlayırsa, belə bir tarazlıq yanlış (yaxud inhibe edilmiş) adlanır. Sonuncuya misal olaraq dəmirin oksigenlə reaksiyasını göstərmək olar.
Tarazlıq anlayışı termodinamika və kinetik baxımından bir qədər fərqlidir. Termodinamik tarazlıq müəyyən bir sistem üçün Gibbs enerjisinin minimum dəyəri kimi başa düşülür. Həqiqi tarazlıq ΔG=0 ilə xarakterizə olunur. İrəli və əks reaksiyaların sürətlərinin bərabərləşdirildiyi vəziyyət haqqında, yəni v1=v2, deyirlər, tarazlıq nədir - kinetik.
Le Chatelier prinsipi
Henri Le Chatelier 19-cu əsrdə tarazlığın yerdəyişməsi nümunələrini tədqiq etdi, lakin o, bütün bu işləri ümumiləşdirdi və sonra Karl Braun tarazlığın hərəkət prinsipini formalaşdırdı:
əgər tarazlıq sisteminə xaricdən təsir edilərsə, o zaman tarazlıq yaranan təsirin azaldılması istiqamətində dəyişəcək
Başqa sözlə, tarazlıq sisteminə hər hansı təsir olarsa, o, bu təsirin minimal olacağı şəkildə dəyişməyə meyllidir.
Tarazlığın dəyişməsi
Tənlik nümunəsindən istifadə edərək Le Şatelye prinsipinin nəticələrini nəzərdən keçirəkreaksiyalar:
N2+ 3Η22NΗ3+ S.
Əgər siz temperaturu artırsanız, o zaman tarazlıq endotermik reaksiyaya doğru dəyişəcək. Bu nümunədə istilik ayrılır, yəni birbaşa reaksiya ekzotermikdir və tarazlıq başlanğıc maddələrə keçəcək.
Təzyiqi artırsanız, bu, tarazlığın daha kiçik həcmli qaz hallarına keçməsinə səbəb olacaq. Yuxarıdakı misalda 4 mol qazlı başlanğıc material və 2 mol qaz məhsulu var, yəni tarazlıq reaksiya məhsullarına keçəcək.
Başlanğıc maddənin konsentrasiyasını artırsanız, tarazlıq birbaşa reaksiya istiqamətində və əksinə dəyişəcək. Beləliklə, əgər N2 və ya Η2 konsentrasiyasını artırsanız, tarazlıq irəli istiqamətə, ammonyak isə - onda əks istiqamət.
