Kluczowa różnica – równowaga fizyczna i chemiczna
Stan równowagi opisuje stężenia reagentów i produktów w mieszaninie reakcyjnej w układzie zamkniętym. Równowaga może zachodzić tylko w układzie zamkniętym. W równowadze stężenia reagentów i produktów pozostają na stałych wartościach. Jeśli ilość reagentów lub produktów ulega zmianie, stężenie innych składników również zmienia się spontanicznie w celu utrzymania równowagi. W oparciu o charakterystykę równowagi istnieją dwa typy; równowaga fizyczna i równowaga chemiczna. Kluczowa różnica między równowagą fizyczną i chemiczną polega na tym, że równowaga fizyczna jest równowagą, w której stan fizyczny układu nie zmienia się, podczas gdy równowaga chemiczna to stan równowagi, w którym stężenia reagentów i produktów nie zmieniają się w czasie.
Co to jest równowaga fizyczna?
Równowaga fizyczna to stan równowagi, w którym fizyczny stan układu się nie zmienia. Zmiana fazy materii z jednej fazy na drugą jest procesem fizycznym. Stąd stan równowagi, w którym stan fizyczny nie zmienia się w czasie, nazywany jest równowagą fizyczną. Istnieją trzy główne typy równowagi fizycznej;
Równowaga ciało stałe-ciecz
Na przykład równowaga między lodem a wodą jest równowagą fizyczną, ponieważ nie zachodzą żadne reakcje chemiczne. Każda czysta substancja może współistnieć zarówno w fazie stałej, jak i ciekłej w temperaturze topnienia tej substancji. Temperatura topnienia to temperatura, w której substancja stała zaczyna się topić (przemienia się w postać ciekłą).
Równowaga cieczowo-parowa
Równowaga między wodą i parą jest równowagą fizyczną, w której nie zachodzą żadne reakcje chemiczne. Jednak ten rodzaj równowagi występuje tylko w układach zamkniętych, chyba że para ucieka z równowagi.
Równowaga fazy stałej i pary
Ten rodzaj równowagi fizycznej można zaobserwować w substancjach podlegających sublimacji. Tam równowaga zachodzi w temperaturze sublimacji (sublimacja to przemiana ciała stałego bezpośrednio w fazę gazową, bez przechodzenia fazy ciekłej). Na przykład konwersja stałego chlorku amonu (NH4Cl) w gazowy chlorek amonu.
Co to jest równowaga chemiczna?
Równowaga chemiczna to stan równowagi, w którym stężenia reagentów i produktów nie zmieniają się w czasie. Ten rodzaj równowagi można zaobserwować w odwracalnych reakcjach chemicznych. Równowaga chemiczna powstaje, gdy reakcje do przodu i do tyłu odwracalnej reakcji chemicznej zachodzą z tą samą szybkością. Nie ma zmian netto w stężeniach każdego reagenta i produktu, które biorą udział w reakcjach równowagi.
Rysunek 1: Wykres reakcji między A i B; stężenia reagentów stają się stałe po uzyskaniu przez mieszaninę reakcyjną równowagi
Na przykład reakcja pomiędzy gazowym wodorem i parą jodu w układzie zamkniętym daje na początku ciemnofioletowy kolor, który z czasem zanika. Ciemnofioletowy kolor nadaje para jodu. Kolor blaknie w wyniku reakcji pary jodu z gazowym wodorem. Po pewnym czasie kolor pozostaje stały. Jest to punkt, w którym reakcja osiągnęła stan równowagi. To jest równowaga chemiczna.
H2(g) + I2(g) ↔ HI(g)
Jakie są podobieństwa między równowagą fizyczną i chemiczną?
- Równowaga fizyczna i chemiczna są formami stanów równowagi.
- Zarówno formy równowagi fizycznej, jak i chemicznej mają parametry, które są stałe w czasie.
Jaka jest różnica między równowagą fizyczną i chemiczną?
Równowaga fizyczna a chemiczna |
|
| Równowaga fizyczna to stan równowagi, w którym fizyczny stan systemu się nie zmienia. | Równowaga chemiczna to stan równowagi, w którym stężenia substratów i produktów nie zmieniają się w czasie. |
| Przyroda | |
| Równowagi fizyczne nie wykazują żadnych zmian w stanach fizycznych materii, która jest zaangażowana w równowagę. | Równowagi chemiczne nie wykazują zmian w stężeniach reagentów i produktów, które biorą udział w równowadze. |
| Teoria | |
| Równowaga fizyczna obejmuje współistnienie dwóch stanów fizycznych w tym samym układzie zamkniętym. | Równowagi chemiczne obejmują równe szybkości reakcji do przodu i do tyłu. |
Podsumowanie - równowaga fizyczna a chemiczna
Stan równowagi systemu to stan posiadania stałych parametrów wewnątrz tego systemu. W oparciu o charakterystykę stanu równowagi układu istnieją dwie formy równowagi; równowaga fizyczna i równowaga chemiczna. Różnica między równowagą fizyczną i chemiczną polega na tym, że równowaga fizyczna jest równowagą, w której stan fizyczny układu nie zmienia się, podczas gdy równowaga chemiczna to stan równowagi, w którym stężenia reagentów i produktów nie zmieniają się w czasie.
