I kemi er der stor hentydning til kemisk balance. Det er en tilstand, at kemiske reaktioner kan nås reversibelt, og hvor der ikke er nogen variation i koncentrationerne af både reaktanterne og de produkter, der er involveret i selve reaktionen. Kemisk ligevægt er kendetegnet ved at være dynamisk og ikke statisk. Dette betyder, at alle molekyler og atomer fortsætter med at reagere kontinuerligt, men opretholder de samme koncentrationer.
I denne artikel vil vi fortælle dig alt hvad du behøver at vide om kemisk balance og dens betydning.
Vigtigste funktioner
Når vi taler om kemisk ligevægt, taler vi om noget, der ligner det, der sker, når der sker ændringer i passet. At svampeændringerne muligvis ikke er et linkbrud. Lad os give et eksempel: vi bruger en væske, der kan være i ligevægt med sine egne dampe, ligesom et fast stof. Vi etablerer ligevægt, når det faste stof også kan være i ligevægt med det omgivende vand, når det er udfældet eller krystalliseret.
Kemisk balance er vigtig i den kemiske industri. På denne måde kan forbedringer i syntese og udbytter opnås. Når den kemiske ligevægt er etableret, kan der ikke opnås yderligere ændringer eller reaktioner, medmindre denne ligevægt forstyrres. Normalt afbrydes det af handlinger udefra. Sådan ændres syntesen af produktet med flere parametre såsom tryk, volumen eller temperatur. Hvis vi konstant spiller med værdierne for disse parametre i slutningen, opnår vi, at balancen genereres, når den kan nå den maksimale produktion.
Ellers, hvis vi ikke beregner godt, den kemiske ligevægt du har ikke gode mængder produkter, og de vil være utilfredsstillende. Det vil sige, det vil have et lavere udbytte og vil ikke være økonomisk gennemførligt. Alt dette er mere nyttigt, hvis vi ekstrapolerer det til den kemiske industri og til enhver syntese uanset dens størrelse. Vi bliver naturligvis nødt til at optimere produktionen yderligere, så længe der er en større produktion.
I kemisk ligevægt kan der være mere mængde produkter eller mere mængde reaktanter. Det hele afhænger af, i hvilken retning denne balance forskydes. Hvis vi tager højde for alle faktorer, kan vi flytte den kemiske ligevægt i begge retninger. Det skal tages i betragtning, at disse retningsændringer kan forekomme, så længe den kemiske reaktion er reversibel.
Den kemiske ligevægtsforklaring
Vi skal forklare, hvordan det sker, og hvad der er nødvendigt for at opnå kemisk ligevægt. Den første ting er at se, hvad der kommer før. Lad os overveje følgende reaktion, der er fuldstændig reversibel. Her har vi nitrogentetraoxidet, der omdannes til 2 mol nitrogendioxid. De er begge gasser. Den første gas, der er reagenset, er farveløs, mens den anden har en brun eller brun farve. Hvis vi lægger en vis mængde reagenser i et hætteglas eller en lille beholder, Vi vil se, at det er farveløst, indtil den kemiske ligevægt er etableret.
Koncentrationen af reagenserne begynder at falde gradvist, da den kemiske reaktion finder sted over tid. En del af det ender med at dissociere for at give anledning til nitrogendioxidmolekyler. Selvom koncentrationen af det samme er lig med nul i begyndelsen af reaktionen, vil den begynde at stige, når reagenset begynder at adskille sig.
Vi taler imidlertid om en reversibel kemisk reaktion, så en del af produktets molekyler vil sammenføjes for at omforme reaktanterne. Det betyder at de to reaktioner, både den direkte og den omvendte, vil have deres egne hastigheder.
Reaktionshastigheder i kemisk ligevægt
Lad os se, hvad betydningen af reaktionshastigheder har i kemisk ligevægt. Først skal vi vide, at hastigheden af forbruget af reaktanterne vil være større end produktets forbrugshastighed. På denne måde, da der kun er nitrogentetraoxid i starten, kan de få molekyler, der er dannet af nitrogendioxid, næppe finde hinanden til at reagere på den modsatte måde. Når vi har nået det øjeblik af reaktionen, i hætteglasset du kan se, hvordan det begynder at blive orange da du har en blanding af reaktanter og produkter på samme tid.
Efterhånden som den kemiske reaktion skrider frem, vil produktets molekyler være lidt større end molekylerne i reaktanterne. Hastighederne for de to reaktioner, både den direkte og den inverse, vil fortsat blive udlignet, selvom koncentrationerne adskiller sig mere og mere fra hinanden. Det vil sige, at produkterne har tendens til at være større end reaktanterne, så deres koncentration vil stige gennem den kemiske ligevægt.
Når den kemiske reaktion når kemisk ligevægt hastigheder og begge reaktioner ens. Begge koncentrationer forbliver også konstante, da begge handlinger sker i samme hastighed. Så snart en bestemt mængde af reaktanterne adskilles, produceres den samme mængde straks igen på grund af reaktionen af en anden mængde af produkterne. Dette er grunden til, at navnet på kemisk ligevægt er kendt, og at det er helt dynamisk. Og det er, at molekylerne i både reagenser og produkter fortsætter med at deltage i reaktionerne, selvom deres koncentrationer ikke ændrer sig over tid.
Hvis vi har, at reaktionshastighederne er de samme, men i begge retninger, er det muligt at have ligevægtskonstanten.
Ligevægtskonstant
Det opnås, og det er altid det samme, så længe faktorer som temperatur er stabile. Det vil sige, den kemiske ligevægtskonstant vil være den samme, så længe temperaturen er stabil, uanset hvor meget nitrogentetraoxid der først injiceres i hætteglasset.
Som du kan se, er kemisk ligevægt ret vigtig for den kemiske industri og produktgenereringskendskab. Jeg håber, at du med disse oplysninger kan lære mere om kemisk balance og dens betydning.