Bu dərsi 11-ci sinif şagirdlərinin Sumqayıtdakı ammonyak zavoduna ekskursiyası ilə keçəcəyik: avtobusda mineral su şüşəsi açılır, zavodun həyətində sintez kolonu işləyir, laboratoriyada NO₂ ampulaları isti və buzlu suda rəngini dəyişir. Hər üç hadisənin arxasında kimyəvi tarazlıq dayanır. Tarazlıq qatılıqlarını və sabitini hesablamağı, Le-Şatelye prinsipi ilə tarazlığı sürüşdürməyi öyrənəcək və DİM tapşırıqlarını həll edəcəyik.
≈ 45 dəqiqə5 fəsil6 DİM tapşırığı8–11-ci sinif materialıOktyabr səhəri. 11-ci sinif şagirdləri avtobusla Sumqayıta — ammonyak və karbamid istehsal edən zavoda ekskursiyaya gedirlər. Yolda şagirdlərdən biri mineral su şüşəsini çıxarır. Şüşə qapalı ikən su sakitdir — heç bir qabarcıq görünmür. Qapağı burayanda isə “fış” səsi gəlir, su qabarcıqlarla dolur və köpüklənir.
Mineral suda karbon qazı həll olub: CO₂(q) + H₂O ⇄ H₂CO₃. Qapalı şüşədə qabarcıq yoxdur — deməli, CO₂ nə həll olur, nə də ayrılır? Yoxsa orada nəsə “gizli” baş verir?
Qapaq açılanda qabarcıqlar qalxır; dairədə CO₂ molekulları sudan qaza və qazdan suya keçir.Əvvəlcə təxmin etSənin fikrincə, qapalı şüşədə nə baş verir? Cavabı 1-ci fəsildə animasiyada görəcəyik.
Bu dərsdə dönən reaksiyaları, kimyəvi tarazlığı, tarazlıq qatılıqlarını və tarazlıq sabitini öyrənəcək, Le-Şatelye prinsipi ilə tarazlığı “idarə etməyi” öyrənəcəyik. Zavodda görəcəyik ki, milyonlarla ton ammonyak məhz bu prinsiplə istehsal olunur.
Fəsil 1Bəzi reaksiyalar praktik olaraq sona qədər bir istiqamətdə gedir — onlar dönməyən reaksiyalardır: çöküntü, qaz və ya az dissosiasiya edən maddə (su) alınanda, yanmada. Məsələn, AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃. Digər reaksiyalar eyni şəraitdə həm düz, həm əks istiqamətdə gedir — onlar dönən reaksiyalardır və iki yarımoxla yazılır: N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃, H₂ + I₂ ⇄ 2HI.
Animasiya · düz və əks reaksiyaƏvvəl yalnız A var: düz reaksiya sürətlidir, əks reaksiya yoxdur. A azaldıqca düz reaksiya yavaşıyır, B artdıqca əks reaksiya sürətlənir. Sürətlər bərabərləşəndə qatılıqlar daha dəyişmir — amma hissəciklər çevrilməyə davam edir.Kimyəvi tarazlıqKimyəvi tarazlıq — dönən reaksiyada düz və əks reaksiyaların sürətlərinin bərabər olduğu haldır: v(düz) = v(əks). Tarazlıq dinamikdir: hər iki reaksiya davam edir, amma maddələrin qatılıqları sabit qalır. Bu qatılıqlar tarazlıq qatılıqları adlanır və kvadrat mötərizə ilə yazılır: [NH₃]. Şərait (qatılıq, temperatur, təzyiq) dəyişməyənə qədər tarazlıq saxlanılır.
HekayəAvtobusun sualı. Qapalı şüşədə qaz və su arasında dinamik tarazlıq var: CO₂(q) ⇄ CO₂(məhlul). Hər saniyə nə qədər CO₂ molekulu sudan qaza keçirsə, o qədəri də geri qayıdır — ona görə qabarcıq görünmür. Qapağı açanda qaz şüşədən çıxır, suyun üstündəki CO₂-nin təzyiqi kəskin azalır və tarazlıq pozulur: indi ayrılma həll olmadan çox sürətlidir — su köpüklənir. Bu tarazlığın necə sürüşdüyünü 4-cü və 5-ci fəsillərdə öyrənəcəyik.
Nümunə 1Hansı reaksiya praktik olaraq dönməyəndir: a) N₂ + O₂ ⇄ 2NO; b) BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl; c) H₂ + I₂ ⇄ 2HI?
Məhsul reaksiya mühitindən çıxarsa, əks reaksiya getmir.
A ⇄ B tarazlığında hər saniyə 0,04 mol/l A B-yə çevrilir. Hər saniyə neçə mol/l B A-ya çevrilir?
Tarazlıqda düz və əks reaksiyaların sürətləri bərabərdir.
Fəsil 2Tarazlıq qatılıqlarını hesablamaq üçün üç sətirli cədvəl qurmaq rahatdır: başlanğıc qatılıq (B.q), sərf olunan və ya alınan qatılıq (S.o) və tarazlıq qatılığı (T.q). Sərf olunan və alınan miqdarlar həmişə tənlikdəki əmsallar kimi nisbətdədir.
Animasiya · başlanğıc → tarazlıq1 mol/l azot reaksiyaya girəndə tənliyə görə 3 mol/l hidrogen sərf olunur və 2 mol/l ammonyak alınır: tarazlıqda [N₂] = 4, [H₂] = 1, [NH₃] = 2 mol/l.Tarazlıq qatılıqlarıBaşlanğıc maddə üçün: [ ]tar = c(başlanğıc) − c(sərf olunan); məhsul üçün: [ ]tar = c(başlanğıc) + c(alınan). Sərf olunan və alınan qatılıqlar əmsallarla mütənasibdir.
İmtahanda belə soruşulurDİM · 01.06.2025Azot və hidrogenin başlanğıc qatılıqları uyğun olaraq 5 mol/l və 4 mol/l -dir. 1 mol/l azot reaksiyaya daxil olarsa, bu maddələrin həmin anda qatılığı neçə mol/l olar?
Variantlarda birinci ədəd — N₂-nin, ikinci — H₂-nin qatılığıdır (DİM-də sütunlar: N₂ | H₂).
N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃B.q: 5 4S.o: 1 3T.q: 4 1A) 4 | 1B) 0,5 | 2,5C) 1,5 | 1,5D) 1 | 2,5E) 4 | 3Əmsallar nisbəti 1 : 3 — 1 mol/l azota 3 mol/l hidrogen düşür.
Bu ixtisarlar DİM izahlarında tez-tez işlənir.
N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃1 mol3 mol B.q 5 4 S.o 1 3 T.q 5 – 1 = 4 4 – 3 = 1Mənbə: DİM izahı — 01.06.2025, I ixtisas qrupu (PDF)Nümunə 2
H₂ + I₂ ⇄ 2HI reaksiyasında hidrogen və yodun başlanğıc qatılıqları 0,5 mol/l-dir. Tarazlıqda [HI] = 0,8 mol/l olub. [H₂] və [I₂] nə qədərdir?
Əmsallar 1 : 1 : 2 — HI-nin yarısı qədər.
2SO₂ + O₂ ⇄ 2SO₃: başlanğıcda [SO₂] = 3, [O₂] = 2 mol/l, SO₃ yoxdur. Tarazlıqda [SO₃] = 2 mol/l. [O₂] tarazlıqda neçədir?
2 mol/l SO₃ üçün 1 mol/l O₂ sərf olunur.
Fəsil 3Zavoda çatırlar. Həyətdə hündür sintez kolonu ucalır: içində 450 °C və 200 atm təzyiqdə, dəmir katalizator üzərində azot və hidrogen ammonyaka çevrilir. Mühəndis deyir ki, kolondan çıxan qazda heç vaxt 100 % ammonyak olmur — reaksiya dönəndir və tarazlığa çatır.
Laboratoriya analizatoru modelləşdirilmiş nümunədə tarazlıq qatılıqlarını göstərir: [N₂] = 1, [H₂] = 2, [NH₃] = 4 mol/l. Bu şəraitdə tarazlıq sabiti nəyə bərabərdir və başlanğıcda (ammonyak yox ikən) azot və hidrogenin qatılığı nə qədər idi?
Sintez kolonunun üstündən buxar qalxır, analizator nümunənin tərkibini göstərir.Tarazlıq sabitiaA + bB ⇄ cC + dD dönən reaksiyası üçün sabit temperaturda tarazlıq sabitiK = [C]ᶜ · [D]ᵈ / ([A]ᵃ · [B]ᵇ) — məhsulların tarazlıq qatılıqlarının hasilinin başlanğıc maddələrinkinə nisbətidir (hər qatılıq əmsala bərabər qüvvətdə). Bərk maddələr ifadəyə yazılmır. K yalnız temperaturdan və reaksiyanın təbiətindən asılıdır, qatılıqdan və katalizatordan asılı deyil. K böyükdürsə (K ≫ 1), tarazlıqda məhsullar üstündür.
Animasiya · fərqli başlanğıc — eyni KBirinci təcrübədə tarazlığa reagentlərdən, ikincidə məhsuldan gəlirik. Tarazlıq qatılıqları fərqlidir, amma [Z]/([X][Y]) nisbəti hər ikisində 0,5-dir — bu, tarazlıq sabitidir.HekayəZavodun sualı. K = [NH₃]² / ([N₂] · [H₂]³) = 4² / (1 · 2³) = 16 / 8 = 2. Başlanğıc qatılıqlar: 4 mol/l NH₃ alınması üçün 2 mol/l N₂ və 6 mol/l H₂ sərf olunub, deməli başlanğıcda [N₂]₀ = 1 + 2 = 3 və [H₂]₀ = 2 + 6 = 8 mol/l idi. Kolondan çıxan qaz soyudulur, ammonyak mayeləşib ayrılır, reaksiyaya girməmiş N₂ və H₂ isə yenidən kolona qaytarılır.
İmtahanda belə soruşulurDİM · 12.07.2026X ₍q₎ + Y ₍q₎ ⇄ Z ₍q₎ reaksiyasında tarazlıq anında qabda cəmi 10 mol qaz olarsa, 1 litrlik qapalı qabda gedən reaksiyanın tarazlıq sabitinin qiymətini hesablayın.
Şəkil addımlarla birlikdə dəyişir.A) 0,2B) 0,3C) 0,5D) 0,4E) 0,1Əmsalların hamısı 1-dir, ona görə dəyişmələr bərabərdir.
Qazların ümumi mol sayı azalıb (14 → 10), çünki 2 mol qazdan 1 mol qaz alınır.
X ₍q₎ + Y ₍q₎ ⇄ Z ₍q₎ Reaksiya tənliyindən görünür ki, reaksiyaya daxil olan və alınan maddələrin mol nisbəti eynidir. Belə ki, tarazlıq anına qədər a mol X ilə reaksiyaya a mol Y sərf olunur və a mol Z alınır. Tarazlıq anında qabda 8 – a mol X , 6 – a mol Y və a mol Z qazı olur. Bu qazların cəmi 10 mol olduğunu nəzərə alsaq, 8 – a + 6 – a + a = 10 ifadəsindən a = 4 olur. K_T = C_Z / (C_X · C_Y)= 4 / (4 · 2) = 0,5Mənbə: DİM izahı — 12.07.2026, IV ixtisas qrupu (PDF)Özün yoxla
H₂ + I₂ ⇄ 2HI tarazlığında [H₂] = [I₂] = 0,1, [HI] = 0,8 mol/l. Tarazlıq sabitini hesablayın.
K = 0,8² / (0,1 · 0,1).
Fəsil 4Tarazlıqda olan sistemə xaricdən təsir edildikdə (qatılıq, temperatur və ya təzyiq dəyişdikdə) tarazlıq bu təsiri zəiflədən reaksiyanın istiqamətinə sürüşür. (A. Le-Şatelye, 1884)
Qatılıq üçün bu belə səslənir: başlanğıc maddəni əlavə etsək, sistem onu “xərcləməyə” çalışır — tarazlıq sağa (məhsullara) sürüşür; məhsulu sistemdən çıxarsaq, sistem onu “bərpa etməyə” çalışır — yenə sağa. Məhsul əlavə etmək və ya başlanğıc maddəni çıxarmaq tarazlığı sola sürüşdürür.
Animasiya · X əlavə edirikX əlavə olunanda [Z]/([X][Y]) nisbəti 0,25-ə düşür — K-dan kiçikdir. Sistem X və Y-ni xərcləyib Z yaradır, nisbət yenidən 0,5 olana qədər. Əlavə olunan X-in yalnız bir hissəsi “işlənir”.İmtahanda belə soruşulurDİM · 07.06.2026HCOOH(m)+CH₃OH(m) ⇄ HCOOCH₃(m)+H₂O(m) reaksiyasında tarazlığı HCOOCH₃ alınması istiqamətinə necə yönəltmək olar?1. Qarışqa turşusunu çıxarmaqla2. Metanol əlavə etməklə3. HCOOCH₃ çıxarmaqla4. Su əlavə etməklə
HCOOH + CH₃OH ⇄ HCOOCH₃ + H₂O+ CH₃OH → sağa ✓− HCOOCH₃ → sağa ✓− HCOOH, + H₂O → sola ✗A) 1, 3B) 2, 3C) 1, 4D) 2, 4E) 1, 2Efirləşmə dönən reaksiyadır, ona görə istehsalda turşu və ya spirt artıq götürülür, efir və su isə sistemdən çıxarılır.
Bu test tapşırığında Le-Şatelye prinsipinə əsasən reaksiyanın istiqamətini HCOOCH₃ tərəfə yönəltmək üçün metanol əlavə etmək və HCOOCH₃ sistemdən çıxarmaq lazımdır.Mənbə: DİM izahı — 07.06.2026, I ixtisas qrupu (PDF)Nümunə 3
FeCl₃ + 3KSCN ⇄ Fe(SCN)₃ + 3KCl (qan-qırmızı Fe(SCN)₃) tarazlığına KCl əlavə olunub. Məhlulun rəngi necə dəyişər?
Sistem əlavə olunan məhsulu xərcləməyə çalışır — əks reaksiya sürətlənir.
X + Y ⇄ Z (K = 0,5) tarazlığında [X] = 4, [Y] = 2, [Z] = 4 mol/l. 4 mol/l X əlavə ediləndən dərhal sonra [Z]/([X][Y]) nisbəti neçə olur?
4 / (8 · 2).
Fəsil 5Zavodun laboratoriyasında mühəndis şagirdlərə maraqlı bir təcrübə göstərir. İki bağlı şüşə ampulada qəhvəyi qaz — azot(IV)-oksid NO₂ var; o, rəngsiz N₂O₄ ilə tarazlıqdadır: 2NO₂ ⇄ N₂O₄ + Q. Ampulalardan birini isti suya (80 °C), digərini buzlu suya salır.
Bir dəqiqədən sonra isti sudakı qaz tünd qəhvəyi, buzlu sudakı isə demək olar ki, rəngsiz olur. Tarazlıq hər ampulada hansı tərəfə sürüşdü? Və nə üçün zavod ammonyak sintezini daha soyuq şəraitdə yox, 450 °C-də aparır?
İsti suda ampuladakı qaz tündləşir, buzlu suda solur; dairədə NO₂ molekulları N₂O₄-ə birləşir və ayrılır.Laboratoriyanın sualı. 2NO₂ ⇄ N₂O₄ + Q: düz reaksiya ekzotermikdir. İsti suda tarazlıq endotermik tərəfə — sola sürüşür, qəhvəyi NO₂ çoxalır, rəng tündləşir. Buzlu suda — sağa, rəngsiz N₂O₄ çoxalır. Ammonyak sintezi də ekzotermikdir (N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃ + 92 kC), ona görə aşağı temperatur çıxımı artırır: 200 atm-də 300 °C-də tarazlıqda 66,7 % NH₃, 500 °C-də cəmi 18,3 %. Amma soyuqda reaksiya çox yavaş gedir, dəmir katalizator isə yalnız ~400 °C-dən yuxarıda yaxşı işləyir. Ona görə zavod güzəşt seçir: 450 °C (kifayət qədər sürət), yüksək təzyiq (200 atm — tarazlıq az mollu NH₃ tərəfə) və katalizator; ammonyak soyudulub ayrılır, qalan qaz kolona qaytarılır.
Laboratoriyada temperaturu və təzyiqi dəyiş: tarazlıqda ammonyakın payı necə dəyişir? (Real ölçmə cədvəli, N₂ : H₂ = 1 : 3.)
Laboratoriya · ammonyak sintezi: T və ptemperatur400 °Cİmtahanda belə soruşulurDİM · 13.07.2025N₂ + 3H₂ ⇔ 2NH₃ + Q reaksiyasında temperatur və təzyiqi necə dəyişmək lazımdır ki, tarazlıq ilkin maddələrin alınması istiqamətinə yerini dəyişsin?
Variantlarda birinci söz temperatura, ikinci — təzyiqə aiddir (DİM-də sütunlar: Temperatur | Təzyiq).
N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃ + Qt ↑ → sola (endotermik)p ↓ → sola (4 mol qaz)A) artırmaq | artırmaqB) azaltmaq | artırmaqC) azaltmaq | azaltmaqD) dəyişməmək | artırmaqE) artırmaq | azaltmaqTarazlığı sola (ilkin maddələrə) sürüşdürmək lazımdır.
Diqqət: DİM izahında “sola gedən reaksiya … təzyiqin artması ilə baş verir” yazılıb — dəqiq deyil: sola reaksiya qaz mollarını artırır və təzyiq azaldıqda üstünlük qazanır. Cavab dəyişmir.
Le-Şatelye prinsipinə görə tarazlıqda olan sistemə xaricdən təsir edildikdə kimyəvi tarazlıq sistemdə həmin təsirin azaldığı tərəfə yönəlir. Verilmiş dönən reaksiyada sola gedən reaksiya endotermikdir … Bunlara əsasən , N₂ + 3H₂ ⇔ 2NH₃ + Q reaksiyasında tarazlığı ilkin maddələrin alınması istiqamətinə yönəltmək üçün temperaturu artırmaq, təzyiqi azaltmaq lazımdır.Mənbə: DİM izahı — 13.07.2025, IV ixtisas qrupu (PDF)Özün yoxla
2SO₂(q) + O₂(q) ⇄ 2SO₃(q) + Q tarazlığında təzyiq artırılıb. Tarazlıq sağa sürüşürsə 1, sola sürüşürsə 2, sürüşmürsə 0 yaz.
Solda 3 mol qaz, sağda 2 mol.
MəşqBu tapşırıqlar DİM imtahanlarındandır. Əvvəl özün həll et, sonra “Cavab və DİM izahı” düyməsini aç.
DİM · 12.07.2026HCOOC₂H₅ + H₂O ⇄ HCOOH + C₂H₅OH reaksiyasında tarazlığı C₂H₅OH-ın alınması istiqamətinə necə yönəltmək olar?I. H₂O əlavə etməkləII. HCOOH əlavə etməkləIII. HCOOC₂H₅ əlavə etməkləIV. H₂O-nu çıxarmaqla
A) II, IIIB) II, IVC) III, IVD) I, IIE) I, IIICavab və DİM izahıCavab: I, III (E variantı).
HCOOC₂H₅ + H₂O ⇄ HCOOH + C₂H₅OH reaksiyasında tarazlığı C₂H₅OH-ın alınması istiqamətinə yönəltmək üçün Le-Şatelye prinsipinə görə sistemə soldakı maddələr olan H₂O və HCOOC₂H₅ əlavə etmək lazımdırMənbə: DİM izahı — 12.07.2026, I ixtisas qrupu (PDF)DİM · 13.07.2025
Temperaturun artması ilə reaksiyanın getmə müddəti 3 dəfə azalarsa, kimyəvi reaksiyanın sürəti necə dəyişər?
A) dəyişməzB) 3 dəfə azalarC) 3 dəfə artarD) 9 dəfə artarE) 9 dəfə azalarCavab və DİM izahıCavab: 3 dəfə artar (C variantı).
Bildiyimiz kimi, υ_t₂ / υ_t₁ = τ₁ / τ₂ Buna görə, reaksiyanın sürəti getmə müddəti 3 dəfə azalarsa, sürəti 3 dəfə artarMənbə: DİM izahı — 13.07.2025, I ixtisas qrupu (PDF)Yekun
Tarazlıq dinamikdir: düz və əks reaksiyalar eyni sürətlə davam edir.
“Tarazlıqda başlanğıc maddələrin və məhsulların qatılıqları bərabərdir.”Bərabər olan sürətlərdir, qatılıqlar isə istənilən ola bilər (məs. 4, 1, 2 mol/l).
“Katalizator tarazlığı məhsullar tərəfə sürüşdürür.”Katalizator düz və əks reaksiyaları eyni dəfə sürətləndirir — tarazlıq yerində qalır.
“Təzyiq artanda tarazlıq həmişə sağa sürüşür.”Qaz molu az olan tərəfə: N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃ — sağa, N₂O₄ ⇄ 2NO₂ — sola, H₂ + I₂ ⇄ 2HI — sürüşmür.
YekunTapşırıqlar asandan çətinə düzülüb. Əvvəl özün həll et, sonra variantı seç; izah cavabdan sonra açılır.
1 · 1-ci səviyyəKimyəvi tarazlıq halında nə bərabərdir?
Tarazlığın tərifi: v(düz) = v(əks).
2 · 1-ci səviyyəHansı amil tarazlığı sürüşdürmür?
Katalizator düz və əks reaksiyaları eyni dəfə sürətləndirir.
3 · 2-ci səviyyəH₂(q) + Cl₂(q) ⇄ 2HCl(q) tarazlığına təzyiqin artması necə təsir edir?
Hər iki tərəfdə 2 mol qaz var.
4 · 2-ci səviyyəCaCO₃(b) ⇄ CaO(b) + CO₂(q) − Q tarazlığını sağa sürüşdürmək üçün nə etmək lazımdır?
Düz reaksiya endotermikdir və qaz əmələ gətirir; bərk CaCO₃-ün miqdarı tarazlığa təsir etmir.
5 · DİM səviyyəsi2A(q) ⇄ B(q): tarazlıqda [A] = 0,2, [B] = 0,4 mol/l. Tarazlıq sabiti neçədir?
K = 0,4 / 0,2² = 0,4 / 0,04 = 10.
6 · DİM səviyyəsiA + B ⇄ C: başlanğıcda [A] = [B] = 1 mol/l, tarazlıqda [C] = 0,5 mol/l. K = ?
[A] = [B] = 0,5; K = 0,5 / (0,5 · 0,5) = 2.
İmtahan tapşırıqları və rəsmi izahlar — DİM:
Hekayə, səhnələr, nümunələr, “Özün yoxla” və “Müstəqil iş” tapşırıqları bizimdir, DİM-ə aid deyil. DİM tapşırıqları və izahları mənbədəki kimi verilib; “…” işarəsi buraxılmış hissəni göstərir.