الديناميكا الحرارية هي مجال الكيمياء الذي يتعامل مع العمل المنجز والحرارة ، ولا سيما العلاقة بين الاثنين. يتم إنشاء العلاقة أثناء التفاعلات الكيميائية المستمرة أو عند ملاحظة أي تغيير في الحالة الفيزيائية للمواد المتفاعلة والمنتجات. لا يقتصر الأمر على الحسابات العملية للتفاعلات فحسب ، بل يشمل أيضًا العلاقات الرياضية والحسابات المتعلقة بها.
حل متساوي التوتر مقابل التوازن
يتمثل الاختلاف بين محلول متساوي التوتر و Equilibrium في أن محلول متساوي التوتر هو نوع من الحلول تكون فيه جميع المكونات المذابة والمذيبة متساوية في النسبة بينما ، من ناحية أخرى ، يتم ذكر مصطلح التوازن كظاهرة عند الأمام رد الفعل ورد الفعل المتخلف كلاهما مستقران.
محلول متساوي التوتر هو أحد الأنواع الثلاثة للحلول المعروفة بصرف النظر عن هذا الحل - محلول مفرط التوتر ومحلول منخفض التوتر معروف. يمكن أن يكتسب المحلول حالة متساوية التوتر عندما يستمر كل من المكون المذاب والمذيب في نفس التركيز. وخير مثال على مثل هذه الحالة هو خلايا الدم في جسم الإنسان. إنها تسمح للعناصر الغذائية والماء والمواد الأخرى بالمرور عبر غشاءها لنقل الأكسجين بشكل أساسي.
التوازن هو حالة في المحلول الكيميائي عندما تكون المواد المتفاعلة والمنتجات مستقرة أو بمعدل متساوٍ. بمعنى آخر ، يحدث التفاعل الأمامي والعكسي بحيث يتم الحصول على المنتج الناتج ، والذي ينهار مرة أخرى في المواد المتفاعلة. بالنسبة لرد فعل ذي صلة ، قد يكون معدل رد الفعل للأمام وللعاكس هو نفسه ولكن لا يميل أبدًا إلى أن يكون صفرًا في حالة توازن.
جدول المقارنة بين محلول متساوي التوتر والتوازن
| معلمات المقارنة | محلول متساوي التوتر | حالة توازن |
| أكتشف من قبل | سيدني رينجر | جيبس ولو شاتيلير |
| عام | 1882 | 1873 |
| تعريف | يكون تركيز المكون (المذاب والمذيب) الذي يمر عبر الغشاء شبه المنفذ هو نفسه | عندما تكون ردود الفعل الأمامية والعكسية متوازنة أو مستقرة |
| تحضير | يمكن تحضيرها يدويًا | لا يمكن تحضيره يدويا لأنه يصل إليه من تلقاء نفسه |
| المعلمات الفيزيائية | لا يوجد مثل هذا التأثير | تتأثر بمعدل التفاعل ودرجة الحرارة والضغط وما إلى ذلك |
| حركة | لم تظهر أي حركة بسبب نفس تدرج التركيز | لا توجد حركة بسبب صافي القوة الصفرية |
ما هو محلول متساوي التوتر؟
التناضح هو ظاهرة حركة المياه التي تحدث داخل وخارج غشاء شبه منفذ. ينقسم هذا أيضًا إلى ثلاثة أنواع من الحلول وهي - محلول منخفض التوتر ، محلول مفرط التوتر ، وحلول متساوي التوتر. محلول متساوي التوتر هو المكان الذي يكون فيه تدرج تركيز المحلول هو نفسه (للمذاب والمذيب) الذي يمر عبر الغشاء شبه المنفذ.
الكلمة نفسها تعني المساواة ، وبالتالي فإن حركة كل من المذاب والمذيب متساوية. تم اكتشاف ظاهرة محلول متساوي التوتر بواسطة Sydney Ringer في عام 1882. يمكن إثبات ظاهرة محلول متساوي التوتر في المختبر عن طريق تحضيرها يدويًا.
يُقال إن المحلول متساوي التوتر لا يتأثر بأي عوامل خارجية مثل - معدل التفاعل والضغط ودرجة الحرارة وما إلى ذلك. كما أن حركة الجسيمات بطيئة جدًا في المحلول بحيث لا يمكن ملاحظتها حتى.
ما هو التوازن؟
التوازن هو ظاهرة تفاعل كيميائي يحقق فيه استقرارًا كبيرًا. بعبارة أخرى ، عندما يتحول التفاعلان إلى الأمام ، حيث تتغير المواد المتفاعلة إلى منتج ، ويصل رد الفعل العكسي الذي تتفكك فيه المنتجات مرة أخرى لتكوين مواد متفاعلة إلى الاستقرار عند نقطة كبيرة حيث يمكن أن تنكسر المواد المتفاعلة بشكل أكبر ، ولا يكون المنتج كذلك. لا يعود ليشكل متفاعلات.
كلمة التوازن نفسها تعني المساواة والاستقرار. إلى جانب ذلك ، اكتشف جيبس ولو شاتيليه ظاهرة التوازن ، وعمل كلاهما عليها في جدول زمني مختلف ، حيث عمل جيبس من 1873 إلى 1878 بينما عمل لو شاتيلير في عام 1875. علاوة على ذلك ، عمل العديد من العلماء الآخرين أيضًا على هذا الاكتشاف.
ربما تتأثر الظاهرة بعوامل خارجية مثل - معدل التفاعل ، درجة الحرارة ، الضغط ، إلخ. والحركة غير ملحوظة بسبب القوى العاملة عليها التي لا تساوي الصفر.
الاختلافات الرئيسية بين الحل متساوي التوتر والتوازن
استنتاج
لتلخيص المناقشة أعلاه ، فإن المصطلحات المذكورة لها نفس المعنى سابقًا ككل. Isotonic and Equilibrium هي مصطلحات أخرى تستخدم بدلاً من التوازن والاستقرار ، ولكن في الكيمياء ، يتغير المعنى. على الرغم من وجود نفس المعنى ، فهما ظاهرتان أو عمليتان مختلفتان تحققان التوازن. مع محلول متساوي التوتر ، يستمر التدرج في شيئين مذيب ومذاب لهما نفس التركيز ، ويتحركان بمعدل متساوٍ بواسطة غشاء شبه منفذ.
هذه الحركات غير ملحوظة بالعين المجردة ، بينما نسبيًا ، من ناحية أخرى ، في حالة التوازن ، يكون للتدرج أو المحلول تفاعلين مستمران هما التفاعل الأمامي مع المواد المتفاعلة التي تتكسر إلى المنتجات والعكس هو أن المنتجات تتكسر مرة أخرى المتفاعلات. معدل هذه الحركة للمواد الكيميائية غير ملحوظ.
مراجع
- https://link.springer.com/article/10.1007/BF02989804
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/je60058a011
- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1365-2818.1985.tb02641.x
- https://wires.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/wcs.108
