جواب کاوش کنید صفحه 20 درس 1 شیمی دوازدهم (مولکول ها در خدمت تندرستی)

محتویات ظرف شماره ۲ را می‌توان به عنوان فراورده (محصول) در نظر گرفت.

چرا؟ چون آزمایش با تمام مادهٔ اولیه (آب رنگی) در ظرف شماره ۱ آغاز می‌شود، پس این ظرف نشان‌دهندهٔ واکنش‌دهنده (A) است. فرایندی که آب را از ظرف ۱ به ظرف ۲ منتقل می‌کند، شبیه‌ساز واکنش رفت \((A \to B)\) است. بنابراین، ماده‌ای که در ظرف ۲ جمع می‌شود، فراورده (B) محسوب می‌شود.

توضیح فرایند (مراحل ۴ و ۵): رسیدن به تعادل

این آزمایش به زیبایی نشان می‌دهد که در یک واکنش برگشت‌پذیر چه اتفاقی می‌افتد:

1 شروع واکنش: در ابتدا، سرعت واکنش رفت (انتقال ۱۰۰ میلی‌لیتر آب از ظرف ۱ به ۲) بسیار بیشتر از سرعت واکنش برگشت (انتقال آب از ظرف ۲ به ۱) است، چون ظرف ۲ خالی است.

2 افزایش سرعت برگشت: با گذشت زمان، مقدار فراورده (آب در ظرف ۲) افزایش می‌یابد. در نتیجه، سرعت واکنش برگشت نیز بیشتر می‌شود (مقدار بیشتری آب با بشر ۵۰ میلی‌لیتری به ظرف ۱ برمی‌گردد).

3 رسیدن به تعادل: سرانجام به مرحله‌ای می‌رسیم که سرعت واکنش رفت با سرعت واکنش برگشت برابر می‌شود. در این مدل، یعنی حجم آبی که از ظرف ۱ به ۲ منتقل می‌شود با حجم آبی که از ۲ به ۱ برمی‌گردد، یکسان می‌شود. از این لحظه به بعد، با وجود اینکه جابجایی آب بین دو ظرف همچنان ادامه دارد، اما مقدار کل آب در هر ظرف ثابت باقی می‌ماند. این حالت، تعادل دینامیکی نام دارد.

نکته کلیدی: همانطور که در دستورالعمل اشاره شده، در حالت تعادل، مقدار محتویات دو ظرف ثابت است، اما لزوماً با هم برابر نیست.

نتیجه‌ای که در انتهای آزمایش آمده، کاملاً درست است.

«در یک واکنش برگشت پذیر که هم‌زمان واکنش‌های رفت و برگشت به طور پیوسته انجام می‌شوند، سرانجام مقدار واکنش‌دهنده‌ها و فراورده‌ها ثابت می‌ماند.»

این جمله تعریف دقیق تعادل شیمیایی است. واژهٔ کلیدی در اینجا «پیوسته» است که نشان می‌دهد تعادل یک وضعیت ایستا و بی‌حرکت نیست، بلکه یک وضعیت پویا (دینامیک) است که در آن واکنش‌ها همچنان در حال انجام هستند، اما چون سرعت رفت و برگشت برابر است، غلظت مواد تغییری نمی‌کند.