Je chemická rovnováha Dynamická rovnováha: 7 faktů

by

V tomto článku „je chemická rovnováha a dynamická rovnováha“ jsou níže diskutovány vlastnosti a základní rozdíly statické a dynamické rovnováhy s některými relevantními tématy.

Chemická rovnováha je dynamická rovnováha, ve které vždy dochází ke koncentraci reaktantu a produktu, ale poměr reaktantu a produktu je konstantní. Jakákoli chemická reakce dosáhne podmínky dynamické rovnováhy, když se rychlost nebo rychlost dopředné i zpětné reakce vyrovná.

Zaměřme se na následující diskuse níže.

Je chemická rovnováha dynamická nebo statická?

Chemická rovnováha je fyzikální stav, ve kterém se rychlost dopředné a zpětné reakce rovná. Síť tvorby produktu = rychlost disociace produktu. V této reakci tedy není žádná pozorovatelná změna, pokud dosáhne rovnovážného stavu.

V chemické rovnováze se reakce nezastaví. Reaktanty se podílejí na tvorbě produktu, stejně jako produkty se také podílejí na disociaci na reaktanty. Není tedy pozorována žádná čistá změna. Ale rychlost obou reakcí se nestane nulovou, jsou stejné.

je chemická rovnováha a dynamická rovnováha
Množství reaktantu (červeně) klesá a množství produktu se zvyšuje (modře).
Kredit: Wikimedia Commons.

Nyní lze rovnováhu rozdělit do dvou kategorií. Oni jsou-

  1. Dynamická rovnováha
  2. Statická rovnováha

Dynamická rovnováha je v zásadě definována jako jeden z fyzikálních stavů jakékoli reakce, ve kterém je změna rychlosti dopředné a zpětné reakce nebo změna poměru koncentrace reaktantu a produktu konstantní s ohledem na čas. Je to konkrétní příklad ustáleného stavu jakékoli reakce.

Statická rovnováha je rovnováha, ve které je čistá mechanická změna při chemické reakci nulová, žádná změna parametrů, jako jsou koncentrační poměry, rychlost dopředné a zpětné reakce atd.

Charakteristiky chemická rovnováha podobá se vlastnostmi dynamické rovnováhy. Chemická rovnováha je tedy dynamická rovnováha namísto statické rovnováhy.

Proč je chemická rovnováha dynamickou rovnováhou?

V rovnováze je koncentrace každé ze složek (produkt a reaktant) konstantní. Reakce se ale nezastaví. Dopředná i zpětná reakce probíhá současně.

Důvodem je to, že rychlost dopředné reakce (změna koncentrace s ohledem na čas) je přesně rovna rychlosti zpětné reakce. Tvorba produktu a konverze reaktantu z produktu probíhá stejnou rychlostí. Nedochází tedy ke změně koncentrace ani produktu, ani reaktantu.

Takový stav je v chemii známý jako dynamická rovnováha.

Kdy je chemická rovnováha dynamickou rovnováhou?

Chemická rovnováha nastane, když se koncentrace obou stran produktu a reaktantu vyrovnají. Reaktant se po určitých chemických změnách přemění na produkt. Na začátku jakékoli chemické reakce je rychlost dopředné reakce (přeměna produktu z reaktantu) mnohem větší než zpětná reakce (konverze reaktantu z produktu). Protože rychlost závisí na koncentraci koncentrace reaktantu. V předchozí fázi je koncentrace reaktantu mnohem vyšší než koncentrace produktu.

Ale s postupem reakce se koncentrace produktu postupně zvyšuje a nastupuje i reverzní reakce, kterou je tvorba reaktantu z produktu. Po určité době bude rychlost reakce stejná a chemická rovnováha je dosažena.

Po dosažení rovnováhy. Reakce se nezastaví. Obě reakce postupují jak směrem dopředu, tak směrem dozadu, ale není pozorována žádná změna, protože obě rychlosti jsou stejné.

Proč chemická rovnováha není statickou rovnováhou?

Chemická rovnováha je v podstatě takový klidový stav jakékoli chemické reakce, ve kterém se zastaví změna koncentrace reaktantu i produktu. Statická rovnováha je také známá jako mechanická rovnováha, protože čistá mechanická síla na tuto rovnováhu je nulová. Díky absenci mechanické síly se reakce zastaví.

Ale v chemické rovnováze se chemická reakce nezastaví. Reakce je v ustáleném stavu, což znamená, že rychlost reakce bude přesně stejná. Takže když se jakákoli chemická reakce dostane do rovnovážného stavu, probíhá dopředná i zpětná reakce, ale stejnou rychlostí.

Chemická rovnováha tedy nemůže být statickou rovnováhou.

Rozdíl mezi chemickou rovnováhou a dynamickou rovnováhou

Klíčový rozdíl mezi chemickou rovnováhou a dynamickou rovnováhou je ten, že chemická rovnováha definuje stav, ve kterém koncentrace reaktantu a produktu nepodléhají žádným změnám, ale dynamická rovnováha popisuje stav, ve kterém se poměr reaktantů a produktů nemění.

To znamená, že koncentraci reaktantu i produktu lze měnit, ale poměr mezi reaktantem a produktem by měl být v podmínkách dynamické rovnováhy stejný. Ale když jakákoli reakce dosáhne stupně chemické rovnováhy, koncentrace reaktantu a produktu by měla být stejná v celém rovnovážném stavu.

Příklady chemické rovnováhy jako dynamická rovnováha

  1. Přeměna NO2 na N2O4

V tomto přepočtu hnědě zbarvené NO2 se přemění na bezbarvý N2O4 Plyn.

  2 NE2 ⇌ N2O4

Toto je vratná reakce. S dopřednou reakcí dimerizace NO2, N2O4 také disociuje a tvoří NO2. Není tedy narušena rovnovážná poloha a stav. V počáteční době je tvorba dimeru větší než disociace v důsledku větší koncentrace NO2.

NO2 až N2O4 jpeg
Chemical rovnováha jako dynamická rovnováha.
Kredit: Wikimedia Commons.
  • 2. Reakce mezi NO2 a CO

Dalším příkladem dynamické a také chemické rovnováhy je reakce mezi oxidem dusičitým a oxidem uhelnatým.

NE2 (g) + CO (g) ⇌ NO (g) + CO2 (G)

Jedná se o vratnou reakci oxid dusnatý (NO) a oxid uhličitý také reaguje a tvoří oxid dusičitý (NO2) a oxid uhelnatý (CO).

Proč investovat do čističky vzduchu?

Z výše uvedeného článku vyplývá, že chemická rovnováha je dynamickou rovnováhou, protože jak rychlost dopředné, tak zpětné reakce se stane nulovou, když reakce dosáhne rovnováhy, ale reakce se v rovnováze nezastaví.