לכל תגובה כימית יש כיוון אליו היא נוטה בין אם זה פירוק או הרכבה, אך השאיפה היא להגיע לשיווי משקל. שיווי משקל זאת נקודה בה אין העדפה אנרגיתית לתגובה להתקדם לאחד הכיוונים. וריכוז המגיב והתוצר נשארים קבועים, אם כי יש תנועה בשני כיווני התגובה. הסרטון שלפנינו מדגים את מושג שיווי המשקל הכימי. הסרטון מלווה בהסברים באנגלית, על כן הוספתי תרגום והסברים בהמשך העמוד.
 

סרטון זה הופק בידי edu2000

תגובה כימית מסומנת כך מגיבים⇔ תוצרים. המגיבים עוברים איזשהו שינוי (קושרים או מתפרקים) ליצירת התוצרים וכל זאת בהתאם לחוק שימור החומר כמובן. פרק זמן מסויים לאחר תחילת התגובה התגובה תגיע למצב בו ריכוז (חלקו של החומר הנבדק מסך החומר בתגובה) ישאר קבוע. אין משמעות הדבר שהתגובה נעצרה, אלא שהתגובה מתקדמת לשני הכיוונים באותו הקצב. תגובה לעולם לא תתקדם בכיוון אחד. תמיד יהיה חלק, אפילו קטן שיתקדם בכיוון ההפוך. בסרטון ראינו את התפרקות סידן פחמתי (CaCO3) לסידן חמצני (CaO) ופחמן דו חמצני (CO2) . תגובה זו יש שני כיוונים פירוק החומר ויצירתו מחדש. כאשר קצב הפירוק וקצב ההרכבה שווה, המערכת בשיווי משקל.

 

שיווי משקל ניתן להפרה. כאשר מוסיפים מגיב או תוצר, המערכת נוטה לכיוון השני על מנת להשלים את החסר ולהגיע שוב לשיווי משקל. בסרטון נותנים את הדוגמא של הוצאת CO2 מהמערכת במצב כזה יצירת CaCO3 תפסק כמעט לחלוטין (כי הרי חסר אחד התוצרים) אך קצב פירוק ה-CaCO3 יגדל משמעותית, לבסוף יווצר שיווי משקל חדש.

גם טמפרטורה ולחץ משפיעים על שיווי המשקל. בטמפרטורה גבוהה הקצב מהיר יותר ובנמוכה איטי יותר ואותו הדבר בלחץ. עקרון זה נקרא עקרון לה שטלייה.לכל תגובה כימית יש קבוע שיווי משקל שניתן לחשב אותו בקלות על סמך ריכוזי התוצרים והמגיבים בשווי משקל.

סרטון נוסף על שיווי משקל כימי של TEDed

6 תגובות

  • אנונימי

    שאלה על Kp

    אהלן. שאלה: מה קורה במצב בו שני מולקולות הן מוצקים-טהורים (שלא לוקחים חלק במשוואת קבוע שיווי המשקל) ומולקולה אחת היא גז, ומוסיפים לתגובה מאותה מולקולה גזית. קבוע שיווי המשקל אמור להישאר קבוע, אבל לפי החישוב הוא השתנה, כי השתנה הלחץ החלקי של המולקולה הגזית!
    תודה!

  • מישה

    השפעת הטמפרטורה

    מה ואיך שינוי טמפ' משנה את קבוע שיווי המשקל?

  • אילנה

    ריכוז בשיווי משקל

    האם בשיווי משקל ריכוז המגיבים והתוצרים זהה ?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    לא

    לא, לכל תגובת שיווי משקל - יש ריכוזים מאפיינים את התגובה במצב שיווי משקל (והם כמעט אף פעם לא ריכוזים שווים של מגיבים ותוצרים).
    אם לדייק- לכל תגובת שיווי משקל - יש גודל קבוע, שנקרא 'קבוע שווי משקל' שמאפיין אותה. קבוע שיוון משקל מחושב על ידי מכפלת ריכוזי המגיבים חלקי מכפלת ריכוזי התוצרים (וזה מה שקובע את ריכוזי שיווי המשקל).

    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • נעמי

    שאלה

    כשאתה אומר "לבסוף ייווצר שיווי משקל חדש" - האם קבוע שיווי המשקל של שיווי המשקל החדש יהיה זהה לקבוע שיווי המשקל לפני הוצאת המגיב (כאן CO2)? האם זאת המשמעות של "קבוע"?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי

    תשובה

    שלום נעמי
    קבוע השיווי משקל ישתנה רק אם נשנה גם את הטמפרטורה. כל שינוי במגיבים או בתוצרים, יוציא את המערכת משיווי משקל, אך הקבוע של שיווי המשקל החדש שיתקבל יהיה זהה.
    מקווה שעזרתי
    ארז