Madame Lelica

dynamiczna równowaga jest ważnym pojęciem w chemii. Ale czym dokładnie jest równowaga dynamiczna? Jak coś może być dynamiczne, ale także w równowadze? Czytaj dalej, aby dowiedzieć się najlepszą dynamiczną definicję równowagi, wspólne dynamiczne przykłady równowagi, i jak dynamiczna i statyczna równowaga może wyglądać tak samo, ale w rzeczywistości są bardzo różne.

czym jest równowaga dynamiczna?,

reakcje chemiczne mogą przebiegać w obu kierunkach (do przodu i do tyłu) lub tylko w jednym kierunku. Te, które idą w dwóch kierunkach są znane jako reakcje odwracalne, i można je zidentyfikować za pomocą strzałek idących w dwóch kierunkach, jak w poniższym przykładzie.

H2O(l) ⇌ h+(aq) + OH-(AQ)

równowaga dynamiczna występuje tylko w reakcjach odwracalnych, a to wtedy, gdy szybkość reakcji do przodu jest równa szybkości reakcji odwrotnej., Równania te są dynamiczne, ponieważ reakcje do przodu i do tyłu nadal zachodzą, ale oba współczynniki są równe i niezmienne, więc są również w równowadze.

równowaga dynamiczna jest przykładem układu w stanie ustalonym. Oznacza to, że zmienne w równaniu są niezmienne w czasie (ponieważ szybkość reakcji jest równa). Jeśli spojrzysz na reakcję w dynamicznej równowadze, będzie to wyglądało tak, jakby nic się nie działo, ponieważ stężenia każdej substancji pozostają stałe. Jednak reakcje w rzeczywistości zachodzą w sposób ciągły.,

dynamiczna równowaga nie występuje tylko w laboratoriach chemicznych, Chociaż; byłeś świadkiem przykład dynamicznej równowagi za każdym razem, gdy wypiłeś sodę. W zamkniętej butelce sody dwutlenek węgla jest obecny zarówno w fazie ciekłej/wodnej, jak i w fazie gazowej (pęcherzyki). Dwie fazy dwutlenku węgla znajdują się w dynamicznej równowadze wewnątrz zamkniętej butelki z sodą, ponieważ gazowy dwutlenek węgla rozpuszcza się w postaci ciekłej w tym samym tempie, w którym ciekła forma dwutlenku węgla jest przekształcana z powrotem do postaci gazowej.

równanie wygląda tak: CO2(g) ⇌ CO2 (aq).,

zmiana temperatury, ciśnienia lub stężenia reakcji może przesunąć równowagę równania i wybić go z równowagi dynamicznej. Dlatego, jeśli otworzysz puszkę z napojem i zostawisz ją na długi czas, w końcu stanie się” płaska ” i nie będzie więcej pęcherzyków. Dzieje się tak dlatego, że puszka sodowa nie jest już systemem zamkniętym, a dwutlenek węgla może wchodzić w interakcje z atmosferą. To przesuwa go z równowagi dynamicznej i uwalnia gazową formę dwutlenku węgla, aż nie ma więcej pęcherzyków.,

przykłady równowagi dynamicznej

każda reakcja będzie w równowadze dynamicznej, jeśli jest odwracalna, a szybkości reakcji do przodu i do tyłu są równe. Na przykład, powiedzmy, że przygotowujesz roztwór, który jest nasycony wodnym roztworem NaCl. Jeśli następnie dodasz stałe kryształy NaCl, NaCl będzie jednocześnie rozpuszczać i rekrystalizować w roztworze. Reakcja, NaCl(s) ⇌ na+(aq) + Cl – (aq), będzie w dynamicznej równowadze, gdy szybkość rozpuszczania NaCl jest równa szybkości rekrystalizacji.,

Innym przykładem równowagi dynamicznej jest NO2(g) + CO(g) ⇌ NO(g) + CO2 (g) (ponownie, tak długo, jak dwa stawki są równe). Dwutlenek azotu (NO2) reaguje z tlenkiem węgla (CO) tworząc tlenek azotu (NO) i dwutlenek węgla (CO2), a w reakcji odwrotnej tlenek azotu i dwutlenek węgla reagują tworząc dwutlenek azotu i tlenek węgla.

jeśli obserwujesz reakcję, możesz stwierdzić, że nie znajduje się ona w równowadze dynamicznej, jeśli widzisz zmiany zachodzące w ilości reagentów lub produktów., (Jeśli nie widzisz żadnych zmian, to nie gwarantuje, że jest w równowadze dynamicznej, ponieważ może być w równowadze statycznej lub zmiany mogą być zbyt małe, aby zobaczyć gołym okiem.)

przykładem równania, które nigdy nie może być w równowadze dynamicznej jest: 4 Fe(S) + 6 H2O(l) + 3O2 (g) → 4 Fe(OH) 3 (s). Jest to równanie powstawania rdzy. Widzimy, że nigdy nie będzie w dynamicznej równowadze, ponieważ strzałka do reakcji idzie tylko w jedną stronę(dlatego zardzewiały samochód nie stanie się lśniący sam).,

nie ma równowagi dynamicznej dla tego samochodu!

równowaga dynamiczna vs równowaga statyczna

jeśli zaobserwujesz reakcje w równowadze dynamicznej i reakcje w równowadze statycznej, żadne z nich nie będzie miało widocznych zmian zachodzących i będzie wyglądało, jakby nic się nie działo. Jednak reakcje w równowadze statycznej są w rzeczywistości bardzo różne od tych w równowadze dynamicznej.,

równowaga statyczna (znana również jako równowaga mechaniczna) jest wtedy, gdy reakcja zatrzymała się i nie ma ruchu w ogóle między reagentami i produktami. Reakcja jest kompletna, a szybkość reakcji do przodu i do tyłu wynosi 0.

podczas gdy reakcje w równowadze dynamicznej są odwracalne (mogą przebiegać w dowolnym kierunku), reakcje w równowadze statycznej są nieodwracalne i mogą przebiegać tylko w jednym kierunku. Jednak zarówno równowaga dynamiczna, jak i równowaga statyczna są przykładami układów w stanie ustalonym, w których działanie siły netto na Układy wynosi zero.,

poniżej znajduje się wykres pokazujący kluczowe różnice między równowagą dynamiczną i statyczną.,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?,

gdy reakcja znajduje się w dynamicznej równowadze, reakcja będzie miała określoną stałą szybkości, znaną jako stała równowagi lub Keq.

stała równowagi, lub Stała szybkości, jest współczynnik, który pokazuje iloraz reakcji (lub względne ilości produktów i reagentów w reakcji w danym momencie w czasie), gdy reakcja jest w równowadze. Wartość stałej równowagi pokaże względne ilości produktu i reagenta w równowadze.

Jeśli Keq jest> 1000, w równowadze będzie głównie produkt.,

Jeśli Keq jest pomiędzy.001 I 1000, w równowadze będzie znaczna ilość zarówno produktu, jak i reagentu.

Jeśli Keq jest <.001, w równowadze będzie głównie reagent.

dla reakcji aA + bB⇌cC+dD, a i B reprezentują reagenty, A C i D reprezentują produkty.

równanie stałej równowagi to Keq=cd / ab.

przykład

Weźmy reakcję N2(g)+O2(g)⇋2NO(g).

używając równania stałej równowagi, Keq jest równe 2/., Możesz albo opuścić równanie w ten sposób, lub, jeśli masz stężenie równowagi / stałą równowagi,możesz podłączyć je, aby znaleźć brakujące wartości.

powiedzmy, że znamy stężenia obu i =.15 M, a stężenie wynosi 1,1 m.

podłączenie tych wartości daje: Keq= (1,1)2/(.15)(.15) lub 1, 21/.0225.

możesz rozwiązać i znaleźć Keq=53.8.

ponieważ Keq jest pomiędzy.001 I 1000, będzie znaczna ilość NO, O2 i N2 w równowadze.,

podsumowanie: Co To jest równowaga dynamiczna?

Jaka jest Najlepsza definicja równowagi dynamicznej? Równowaga dynamiczna występuje, gdy dla reakcji odwracalnej szybkość reakcji przedniej jest równa szybkości reakcji odwrotnej. Ponieważ oba współczynniki są równe, wygląda na to, że nic się nie dzieje, ale w rzeczywistości reakcja zachodzi w sposób ciągły w stabilnym tempie.

natomiast reakcje w stabilnej równowadze są kompletne i nie zachodzi żadna dalsza reakcja.,

równanie stałej równowagi to Keq=cd / ab.

co dalej?

piszesz pracę do szkoły, ale nie wiesz o czym pisać? Nasz przewodnik po tematach artykułów naukowych ma ponad 100 tematów w dziesięciu kategoriach, więc możesz być pewien, że znajdziesz idealny temat dla siebie.

chcesz poznać najszybsze i najłatwiejsze sposoby konwersji Fahrenheita na Celsjusza? Mamy Cię osłaniać! Sprawdź nasz przewodnik po najlepszych sposobach konwersji Celsjusza na Fahrenheita (lub odwrotnie).

studiujesz chmury na zajęciach przyrodniczych?, Uzyskaj pomoc w identyfikacji różnych typów chmur dzięki naszemu przewodnikowi ekspertów.

masz znajomych, którzy również potrzebują pomocy w przygotowaniu do testów? Podziel się tym artykułem!