تعريف حالة الاتزان الديناميكي
يمكن تعريف التوازن الديناميكي أو الاتزان الكيميائي على أنه حالة استقرار في التفاعلات الكيميائية في نظام معين حيث يتوقف التفاعل العكسي الذي يحدث فيه ولا تتغير نسبة التركيز بين المواد المتفاعلة والمنتجات ولكن لم يكن هناك حركة في جزيئات المواد المتفاعلة.
تحدث هذه الحركة بشكل متساوٍ ولا يوجد تغيير صافٍ في نسبة المواد المتفاعلة حيث تعتبر تفاعلات بطيئة جداً في النظام لا نستطيع رؤيتها، وتحدث هذه الحالة في حال ثبات درجة الحرارة والضغط.
يتواجد التوازن الديناميكي بشكل أساسي بعد حدوث التفاعل العكسي في العمليات القابلة للانعكاس عندما تحدث العمليات الأمامية والعكسية بنفس المعدل بحيث لا تؤدي هذه الحالة إلى أي تغيير، حيثُ تظل التركيزات أو الضغوط الجزئية لجميع الأصناف ثابتة. بالنسبة للأنظمة التي تحتوي على هذه الحالات من التوازن فإنها تعد أمثلة لحالات الاستقرار.
يحدث تفاعلان وهما التفاعل الأمامي والذي يحدث فيه زيادة في تركيز المواد الناتجة ونقصان في تركز المواد المتفاعلة مع مرور الوقت وأما التفاعل العكسي فيحدث اتحاد بين المواد الناتجة لتتفاعل مع بعضها مرة أخرى وتنتج المواد الداخلة في التفاعل، وعندما تتساوى سرعة التفاعلين الأمامي والعكسي، عندئذ نقول إن هناك حالة اتزان ديناميكي.
أنواع التوازن الديناميكي
يوجد نوعان من الذي بدوره ينقسم إلى نوعين:
- التوازن المتجانس، وهي حالات التفاعل التي تكون فيها جميع المواد المتفاعلة والمنتجات في نفس المرحلة سواء من الناحية الفيزيائية أو الكيميائية.
- توازن غير متجانس، وهي حالات التفاعل التي تكون فيها المواد المتفاعلة والمنتجات في مراحل مختلفة سواء من الناحية الفيزيائية أو الكيميائية.
أمثلة عن التوازن الديناميكي
يوجد العديد من الأمثلة المهمة للتوازن الديناميكي في حياتنا اليومية، وفيما يأتي توضيحها:
وضع حبات البطاطس في الماء
تحدث عند تسخين الماء لسلق بعض البطاطس، عند وضع حبات البطاطس في الماء بعد وصوله إلى نقطة الغليان ، فإن درجة الحرارة تنخفض قليلاً، ومع الاستمرار في ارتفاع درجة الحرارة، يبدأ الماء في الغليان مرة أخرى ويبدأ في التسرب على حافة القدر.
يتم إعادة ضبط الحرارة لخفضها قليلاً للوصول إلى تلك النقطة التي يستمر فيها الماء في الغليان ولكن ليس الغليان المفرط، وعندها يمكن أيضاً تعديل غطاء القدر بحيث يسمح لبعض الضغط الداخلي في هذا "النظام المغلق" بالخروج.
وبالتالي المساعدة في تحديد مجموعة من الظروف الصحيحة لتحقيق الهدف في الوصول إلى النقطة التي يتم فيها طهي البطاطس بأقصى مستوى من الفعالية – حيث تكون هذه نقطة الاتزان الديناميكي.
زجاجة المشروبات الغازية
تحتوي زجاجة جديدة على كمية محددة للغازات (ثاني أكسيد الكربون) والتي تكون موجودة داخل المشروب في الحالة السائلة، عند فتح الزجاجة وسكب بعض المشروب منها.
يتحول ثاني أكسيد الكربون السائل ببطء إلى ثاني أكسيد الكربون الغازي حتى يتم الوصول إلى نقطة توازن جديدة يكون معدل تحول ثاني أكسيد الكربون فيها من الحالة الغازية إلى السائلة يساوي معدل تحول ثاني أكسيد الكربون من الحالة السائلة إلى الغازية.
