Kluczowa różnica między równowagą chemiczną a równowagą dynamiczną polega na tym, że równowaga chemiczna opisuje stan, w którym stężenia reagentów i produktów nie ulegają żadnej zmianie, podczas gdy równowaga dynamiczna opisuje stan, w którym stosunek reagentów i produktów nie ulega zmianie zmieniają się, ale substancje przemieszczają się między chemikaliami w równym tempie.
Kiedy jeden lub więcej reagentów zostanie przekształconych w produkty, mogą przejść różne modyfikacje i zmiany energii. Wiązania chemiczne w reagentach zrywają się i tworzą się nowe wiązania, aby wytworzyć produkty, które są całkowicie różne od reagentów. Ten rodzaj modyfikacji chemicznej nazywamy reakcją chemiczną. Termodynamika to nauka o przemianach energii, która dotyczy energetyki i położenia równowagi w reakcji.
Co to jest równowaga chemiczna?
Równowaga chemiczna to stan, w którym zarówno reagenty, jak i produkty są obecne w stężeniach, które nie mają dalszej tendencji do zmiany w czasie. Niektóre reakcje są odwracalne, a inne nieodwracalne. W reakcji reagenty przekształcają się w produkty. W niektórych reakcjach reagenty ponownie generują się z produktów. Dlatego ten typ reakcji jest odwracalny.
W reakcjach nieodwracalnych, gdy reagenty zostaną przekształcone w produkty, nie regenerują się ponownie z produktów. W reakcji odwracalnej, gdy substraty przechodzą do produktów, nazywamy to reakcją postępującą, a gdy produkty przechodzą do substratów, jest to reakcja wsteczna.
Rysunek 01: Zmniejszenie ilości reagentów (na czerwono) i zwiększenie ilości produktów (na niebiesko) po równowadze chemicznej
Charakter reakcji
Gdy szybkość reakcji do przodu i do tyłu jest równa, reakcja jest w równowadze. Dlatego przez pewien czas ilość reagentów i produktów nie zmienia się. Reakcje odwracalne zawsze dążą do osiągnięcia równowagi i utrzymania tej równowagi. Gdy układ jest w równowadze, ilość produktów i reagentów niekoniecznie są równe. Może być większa ilość reagentów niż produktów lub odwrotnie. Jedynym wymogiem w równaniu równowagi jest utrzymanie stałej wartości obu w czasie. Dla reakcji w równowadze możemy zdefiniować stałą równowagi; gdzie jest równy stosunkowi między stężeniem produktów a stężeniem reakcji.
K=[produkt] /[odczynnik]m
Gdzie n i m są współczynnikami stechiometrycznymi produktu i reagenta. W przypadku reakcji równowagowej, jeśli reakcja postępująca jest egzotermiczna, to reakcja wsteczna jest endotermiczna i odwrotnie. Zwykle wszystkie inne parametry reakcji do przodu i do tyłu są przeciwne do siebie w ten sposób. Dlatego, jeśli chcemy ułatwić jedną z reakcji, musimy po prostu dostosować parametry, aby ułatwić tę reakcję.
Co to jest równowaga dynamiczna?
Równowaga dynamiczna jest również rodzajem równowagi, w której ilości produktów i reagentów nie zmieniają się w czasie. Jednak w dynamicznej równowadze stwierdzenie, że ilości się nie zmieniają, nie oznacza, że reakcja została zatrzymana. Reakcja przebiega raczej w taki sposób, że utrzymuje kwoty bez zmian (zmiana netto wynosi zero).
Rysunek 02: Zmiana reakcji do przodu i do tyłu w równowadze dynamicznej
Po prostu słowo „równowaga dynamiczna” oznacza, że reakcja jest odwracalna i trwa. Aby nastąpiła równowaga dynamiczna, układ powinien być układem zamkniętym, tak aby żadna energia ani materia nie uciekały z układu.
Jaka jest różnica między równowagą chemiczną a równowagą dynamiczną?
Równowaga dynamiczna to rodzaj równowagi chemicznej. Kluczowa różnica między równowagą chemiczną a równowagą dynamiczną polega na tym, że równowaga chemiczna opisuje stan, w którym stężenia reagentów i produktów nie ulegają żadnej zmianie, podczas gdy równowaga dynamiczna opisuje stan, w którym stosunek reagentów i produktów się nie zmienia, ale substancje się poruszają między chemikaliami w równym tempie.
Co więcej, w dynamicznej równowadze reakcja trwa, ale ilość substratów i produktów pozostaje niezmieniona, ponieważ szybkości reakcji postępującej i wstecznej są takie same. Mogą wystąpić pewne przypadki w równowadze chemicznej, w których ilości produktów i reagentów pozostają niezmienione, ponieważ reakcja została zatrzymana. Jest to więc również różnica między równowagą chemiczną a równowagą dynamiczną.
Poniższa infografika na temat różnicy między równowagą chemiczną a równowagą dynamiczną zawiera więcej informacji na temat tych różnic.
Podsumowanie - równowaga chemiczna a równowaga dynamiczna
Równowaga to stan systemu, który nie wykazuje zmian netto. Równowaga chemiczna osiąga ten stan, gdy reakcja zatrzymuje się, podczas gdy równowaga dynamiczna uzyskuje ten stan, gdy szybkości reakcji do przodu i do tyłu są równe. Kluczową różnicą między równowagą chemiczną a równowagą dynamiczną jest to, że równowaga chemiczna opisuje stan, w którym stężenia reagentów i produktów nie ulegają żadnej zmianie, podczas gdy równowaga dynamiczna opisuje stan, w którym stosunek reagentów i produktów nie zmienia się, ale substancje przemieszczaj się między chemikaliami w równym tempie.
