l’équilibre dynamique est un concept important en chimie. Mais qu’est-ce que l’équilibre dynamique exactement? Comment quelque chose peut être dynamique, mais aussi à l’équilibre? Continuez à lire pour apprendre la meilleure définition d’équilibre dynamique, les exemples d’équilibre dynamique courants et la façon dont l’équilibre dynamique et statique peut se ressembler, mais sont en fait très différents.
Qu’est-ce que L’équilibre dynamique?,
Les réactions chimiques peuvent aller dans les deux sens (avant et arrière) ou seulement dans un sens. Ceux qui vont dans deux directions sont connus comme des réactions réversibles, et vous pouvez les identifier par les flèches allant dans deux directions, comme l’exemple ci-dessous.
H2O(l) ⇌ H+(aq) + OH-(aq)
l’équilibre dynamique ne se produit que dans les réactions réversibles, et c’est lorsque la vitesse de la réaction directe est égale à la vitesse de la réaction inverse., Ces équations sont dynamiques car les réactions avant et arrière se produisent toujours, mais les deux vitesses sont égales et immuables, elles sont donc également à l’équilibre.
L’équilibre dynamique est un exemple de système en régime permanent. Cela signifie que les variables de l’équation sont immuables dans le temps (puisque les vitesses de réaction sont égales). Si vous regardez une réaction en équilibre dynamique, il semblera que rien ne se passe puisque les concentrations de chaque substance restent constantes. Cependant, les réactions se produisent en fait continuellement.,
L’équilibre dynamique ne se produit pas seulement dans les laboratoires de chimie; vous avez été témoin d’un exemple d’équilibre dynamique à chaque fois que vous avez pris un soda. Dans une bouteille de soda scellée, le dioxyde de carbone est présent à la fois dans la phase liquide/aqueuse et dans la phase gazeuse (bulles). Les deux phases du dioxyde de carbone sont en équilibre dynamique à l’intérieur de la bouteille de soda scellée, car le dioxyde de carbone gazeux se dissout dans la forme liquide au même rythme que la forme liquide du dioxyde de carbone est convertie en sa forme gazeuse.
L’équation ressemble à ceci: CO2(g) CO CO2(aq).,
changer la température, la pression ou la concentration d’une réaction peut changer l’équilibre d’une équation et l’éliminer de l’équilibre dynamique. C’est pourquoi, si vous ouvrez une canette de soda et que vous la laissez de côté pendant longtemps, elle finira par devenir « plate » et il n’y aura plus de bulles. C’est parce que la soude n’est plus un système fermé et le dioxyde de carbone peut interagir avec l’atmosphère. Cela le déplace hors de l’équilibre dynamique et libère la forme gazeuse de dioxyde de carbone jusqu’à ce qu’il n’y ait plus de bulles.,
exemples D’équilibre dynamique
toute réaction sera en équilibre dynamique si elle est réversible et que les vitesses des réactions avant et arrière sont égales. Par exemple, disons que vous préparez une solution saturée d’une solution aqueuse de NaCl. Si vous ajoutez ensuite des cristaux solides de NaCl, le NaCl se dissout et se recristallise simultanément dans la solution. La réaction, NaCl ( s) Na Na+(aq) + Cl-(aq), sera en équilibre dynamique lorsque la vitesse de dissolution du NaCl sera égale à la vitesse de recristallisation.,
un autre exemple d’équilibre dynamique est NO2(g) + CO(g) NO NO(g) + CO2(g) (encore une fois, tant que les deux taux sont égaux). Dioxyde d’azote (NO2) réagit avec le monoxyde de carbone (CO) pour former de l’oxyde d’azote (NO) et le dioxyde de carbone (CO2), et, dans la réaction inverse, l’oxyde d’azote et le dioxyde de carbone réagissent pour former du dioxyde d’azote et de monoxyde de carbone.
Si vous observez une réaction, vous pouvez dire qu’elle n’est pas à l’équilibre dynamique si vous pouvez voir des changements se produire dans les quantités de réactifs ou de produits., (Si vous ne pouvez pas voir de changements, cela ne garantit pas qu’il est à l’équilibre dynamique, car il peut être à l’équilibre statique ou les changements peuvent être trop petits pour être vus à l’œil nu.)
un exemple d’équation qui ne pourrait jamais être à l’équilibre dynamique est: 4 Fe(S) + 6 H2O(l) + 3O2 (g) → 4 Fe(OH)3 (s). C’est une équation pour la formation de rouille. Nous pouvons voir qu’il ne sera jamais en équilibre dynamique car la flèche de la réaction ne va que dans un sens (c’est pourquoi une voiture rouillée ne redeviendra pas brillante toute seule).,
Il n’y a pas d’équilibre dynamique pour cette voiture!
équilibre dynamique vs équilibre statique
Si vous observez des réactions à l’équilibre dynamique et des réactions à l’équilibre statique, aucun des deux n’aura de changements visibles, et il semblera que rien ne se passe. Cependant, les réactions à l’équilibre statique sont en fait très différentes de celles à l’équilibre dynamique.,
l’équilibre statique (également connu sous le nom d’équilibre mécanique) est lorsque la réaction s’est arrêtée et qu’il n’y a aucun mouvement du tout entre les réactifs et les produits. La réaction est complète et les vitesses de réaction avant et arrière sont toutes deux de 0.
alors que les réactions à l’équilibre dynamique sont réversibles (peuvent se dérouler dans les deux sens), celles à l’équilibre statique sont irréversibles et ne peuvent se dérouler que dans une seule direction. Cependant, l’équilibre dynamique et l’équilibre statique sont des exemples de systèmes à l’état stationnaire, dans lesquels l’action nette de la force sur les systèmes est nulle.,
ci-dessous est un graphique montrant les principales différences entre l’équilibre dynamique et statique.,d71ff3e »>
Dynamic Equilibrium
Static Equilibrium
Reversible
Irreversible
Reaction is still occurring
Reaction has stopped
Rate of forward reaction = rate of reverse reaction
Both reaction rates are zero
Occurs in a closed system
Can occur in an open or closed system
How Does Dynamic Equilibrium Relate to Rate Constants?,
Lorsqu’une réaction est à l’équilibre dynamique, la réaction aura une constante de vitesse spécifique, connue sous le nom de constante d’équilibre, ou Keq.
la constante d’équilibre, ou constante de vitesse, est un coefficient qui montre le quotient de réaction (ou les quantités relatives de produits et de réactifs dans la réaction à un moment donné) lorsque la réaction est à l’équilibre. La valeur de la constante d’équilibre vous indiquera les quantités relatives de produit et de réactif à l’équilibre.
Si Keq est >1000, à l’équilibre il y aura surtout des produits.,
Si Keq est entre .001 et 1000, à l’équilibre, il y aura une quantité importante de produits et de réactif.
Si Keq est <.001, à l’équilibre il y aura surtout réactif.
pour la réaction aA + bB cC cC+dD, A et B représentent les réactifs et C et D représentent les produits.
l’équation de La constante d’équilibre est Keq=cd/ab.
Exemple
Prendre la réaction N2(g)+O2(g)⇋2NO(g).
en utilisant L’équation pour la constante d’équilibre, Keq est égal à 2/., Vous laisseriez l’équation comme ceci, ou, si on vous donne des concentrations d’équilibre/la constante d’équilibre, vous pouvez les brancher pour trouver les valeurs manquantes.
disons que nous connaissons les concentrations des deux et =.15 M et la concentration de est de 1,1 M.
brancher ces valeurs vous donnerait: Keq= (1.1)2/(.15)(.15) ou 1,21/.0225.
Vous pouvez résoudre et trouver que Keq=53.8.
puisque Keq est entre .001 et 1000, il y aura une quantité significative de NO, O2 et N2 à l’équilibre.,
Résumé: qu’Est-Ce que l’Équilibre Dynamique?
Quelle est la meilleure définition d’équilibre dynamique? L’équilibre dynamique se produit lorsque, pour une réaction réversible, la vitesse de la réaction directe est égale à la vitesse de la réaction inverse. Puisque les deux taux sont égaux, il semble que rien ne se passe, mais en réalité la réaction se produit continuellement à son taux stable.
En revanche, les réactions à l’équilibre stable sont complètes et aucune réaction ne se produit.,
l’équation de La constante d’équilibre est Keq=cd/ab.
Quelle est la prochaine étape?
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Christine est diplômé de l’Université d’État du Michigan, avec des diplômes en Biologie de l’Environnement et de la Géographie et a reçu son diplôme de l’Université de Duke., Au lycée, elle a obtenu un score dans le 99e percentile sur le SAT et a été nommée finaliste du Mérite National. Elle a enseigné l’anglais et la biologie dans plusieurs pays.