W tym artykule „czy równowaga chemiczna jest równowagą dynamiczną” właściwości i podstawowe różnice równowagi statycznej i dynamicznej z niektórymi istotnymi tematami są omówione poniżej.
Równowaga chemiczna to równowaga dynamiczna, w której stężenie substratu i produktu zawsze zachodzi, ale stosunek substratu do produktu jest stały. Każda reakcja chemiczna osiąga stan równowagi dynamicznej, gdy szybkość lub prędkość zarówno reakcji w przód, jak i w tył stają się równe.
Skupmy się na poniższych dyskusjach.
Czy równowaga chemiczna jest dynamiczna czy statyczna?
Równowaga chemiczna to stan fizyczny, w którym szybkość reakcji do przodu i do tyłu jest równa. Rete tworzenia produktu = szybkość dysocjacji produktu. Nie ma więc żadnej zauważalnej zmiany w tej reakcji, jeśli osiągnie stan równowagi.
W równowadze chemicznej reakcja nie zostaje zatrzymana. Reagenty biorą udział w tworzeniu produktu, jak również produkty biorą udział w dysocjacji na reagenty. Tak więc nie obserwuje się zmiany netto. Ale szybkość obu reakcji nie spada do zera, są one równe.
Kredytowych Image: Wikimedia Commons.
Teraz równowagę można podzielić na dwie kategorie. Oni są-
- Równowaga dynamiczna
- Statyczna równowaga
Równowaga dynamiczna jest zasadniczo definiowana jako jeden ze stanów fizycznych każdej reakcji, w którym zmiana szybkości reakcji do przodu i do tyłu lub zmiana stosunku stężenia reagenta do produktu jest stała w czasie. Jest to szczególny przykład stanu ustalonego jakiejkolwiek reakcji.
Równowaga statyczna to równowaga, w której mechaniczna zmiana netto reakcji chemicznej wynosi zero, brak zmian jakichkolwiek parametrów, takich jak stosunki stężeń, szybkość reakcji do przodu i do tyłu itp.
Charakterystyka równowaga chemiczna przypomina z właściwościami równowagi dynamicznej. Zatem równowaga chemiczna jest równowagą dynamiczną, a nie równowagą statyczną.
Dlaczego równowaga chemiczna jest równowagą dynamiczną?
W stanie równowagi stężenie każdego ze składników (produktu i reagenta) jest stałe. Ale reakcja nie zostaje zatrzymana. Reakcja do przodu i do tyłu przebiega w tym samym czasie.
Powodem tego jest to, że szybkość reakcji do przodu (zmiana stężenia względem czasu) jest dokładnie równa szybkości reakcji wstecznej. Powstawanie produktu i konwersja substratu z produktu zachodzi w równym tempie. Tak więc nie ma zmiany stężenia ani produktu, ani reagenta.
Taki stan jest znany jako dynamiczna równowaga w chemii.
Kiedy równowaga chemiczna jest równowagą dynamiczną?
Równowaga chemiczna występuje, gdy stężenie zarówno produktu, jak i strony reagenta staje się równe. Reagent zamienia się w produkt po pewnych zmianach chemicznych. Na początku dowolnej reakcji chemicznej szybkość reakcji postępującej (konwersja produktu z substratu) jest znacznie większa niż reakcja wsteczna (konwersja substratu z produktu). Ponieważ szybkość zależy od stężenia stężenia reagenta. Na poprzednim etapie stężenie reagenta jest znacznie większe niż stężenie produktu.
Jednak wraz z postępem reakcji stężenie produktu stopniowo wzrasta i rozpoczyna się również reakcja odwrotna, czyli tworzenie reagenta z produktu. Po pewnym czasie zarówno szybkość reakcji będzie taka sama, jak i równowaga chemiczna zostanie osiągnięta.
Po osiągnięciu równowagi. Reakcja nie zostanie zatrzymana. Obie reakcje postępują zarówno w kierunku do przodu, jak i do tyłu, ale nie obserwuje się żadnej zmiany, ponieważ obie szybkości są takie same.
Dlaczego równowaga chemiczna nie jest równowagą statyczną?
Zasadniczo równowaga chemiczna to taki stan spoczynku dowolnej reakcji chemicznej, w którym następuje zatrzymanie zmiany stężenia reagenta oraz produktu. Równowaga statyczna jest również znana jako równowaga mechaniczna, ponieważ siła mechaniczna netto na tej równowadze wynosi zero. Ze względu na brak siły mechanicznej reakcja zostaje zatrzymana.
Ale w równowadze chemicznej reakcja chemiczna nie zostaje zatrzymana. Reakcja jest w stanie ustalonym, co oznacza, że zarówno szybkość reakcji będzie dokładnie taka sama. Tak więc, gdy jakakolwiek reakcja chemiczna osiąga stan równowagi, zarówno reakcja do przodu, jak i do tyłu przebiega, ale w tym samym tempie.
Zatem równowaga chemiczna nie może być równowagą statyczną.
Różnica między równowagą chemiczną a równowagą dynamiczną
Kluczową różnicą między równowagą chemiczną a równowagą dynamiczną jest to, że równowaga chemiczna określa stan, w którym stężenia reagenta i produktu nie ulegają żadnym zmianom, ale równowaga dynamiczna opisuje stan, w którym stosunek reagentów i produktów nie zmienia się.
Oznacza to, że stężenie zarówno substratu, jak i produktu może się zmieniać, ale stosunek substratu do produktu powinien być taki sam w warunkach dynamicznej równowagi. Ale kiedy jakakolwiek reakcja osiąga stan równowagi chemicznej, stężenie reagenta i produktu powinno być takie samo w całym stanie równowagi.
Przykłady równowagi chemicznej jako równowaga dynamiczna
- Konwersja NO2 do N2O4
W tej konwersji brązowy kolor NO2 przekształca się w bezbarwny N2O4 Gaz.
2 NIE2 ⇌ N2O4
To jest reakcja odwracalna. Z postępującą reakcją dimeryzacji NO2, N2O4 również dysocjuje i tworzy NO2. W ten sposób pozycja i stan równowagi nie zostają zakłócone. W początkowym czasie tworzenie dimeru jest większe niż dysocjacja ze względu na większe stężenie NO2.
Kredytowych Image: Wikimedia Commons.
- 2. Reakcja między NO2 i CO
Innym przykładem równowagi dynamicznej i chemicznej jest reakcja między dwutlenkiem azotu a tlenkiem węgla.
NIE2 (g) + CO (g) ⇌ NIE (g) + CO2 (G)
Jest to reakcja odwracalna tlenek azotu (NO) i dwutlenek węgla również reagują i tworzą dwutlenek azotu (NO2) i tlenek węgla (CO).
Wnioski
Z powyższego artykułu wynika, że równowaga chemiczna jest równowagą dynamiczną, ponieważ zarówno szybkość postępującej, jak i wstecznej reakcji staje się zerowa, gdy reakcja osiąga równowagę, ale reakcja nie zostanie zatrzymana w równowadze.
Cześć,
Nazywam się Aditi Ray i jestem MŚP z branży chemicznej na tej platformie. Ukończyłem studia z chemii na Uniwersytecie w Kalkucie oraz studia podyplomowe na Uniwersytecie Techno India ze specjalizacją w chemii nieorganicznej. Bardzo się cieszę, że jestem częścią rodziny Lambdageeks i chciałbym w prosty sposób wyjaśnić temat.
Połączmy się przez LinkedIn-https://www.linkedin.com/in/aditi-ray-a7a946202
Witam Cię, Drogi Czytelniku,
Jesteśmy małym zespołem w Techiescience, ciężko pracującym wśród dużych graczy. Jeśli podoba Ci się to, co widzisz, udostępnij nasze treści w mediach społecznościowych. Twoje wsparcie robi wielką różnicę. Dziękuję!