Keemias viidatakse suurele vihjele keemiline tasakaal. See on seisund, kus keemilised reaktsioonid võivad jõuda pöörduvalt ja milles ei toimu erinevusi nii reaktantide kui ka reaktsioonis osalevate toodete kontsentratsioonides. Keemilist tasakaalu iseloomustab see, et see on dünaamiline ja mitte staatiline. See tähendab, et kõik molekulid ja aatomid jätkavad pidevat reageerimist, kuid säilitavad sama kontsentratsiooni.
Selles artiklis räägime teile kõigest, mida peate teadma keemilise tasakaalu ja selle olulisuse kohta.
põhijooned
Keemilisest tasakaalust rääkides räägime millestki sarnasest sellest, mis toimub siis, kui toimuvad muutused läbipääsul. See, et seenemuutused ei pruugi olla lingimurd. Toon näite: me kasutame vedelikku, mis võib oma aurudega olla tasakaalus nagu tahke aine. Tasakaalu saavutame siis, kui tahke aine võib sadestunud või kristallunud olla ka ümbritseva veega.
Keemiline tasakaal on keemiatööstuses hädavajalik. Sel viisil on võimalik parandada sünteesi ja saagiseid. Kui keemiline tasakaal on saavutatud, ei saa edasisi muutusi ega vastuseid saada, kui see tasakaal ei ole häiritud. Tavaliselt katkestatakse see väliste toimingutega. Nii modifitseeritakse toote sünteesi mitme parameetriga nagu rõhk, maht või temperatuur. Kui mängime pidevalt nende parameetrite väärtustega, saavutame tasakaalu tekkimise siis, kui see võib saavutada maksimaalse toodangu.
Vastasel juhul, kui me ei arvuta hästi, keemiline tasakaal teil ei ole häid tootekoguseid ja need jäävad mitterahuldavaks. See tähendab, et selle saagikus on madalam ja see ei ole majanduslikult otstarbekas. See kõik on kasulikum, kui ekstrapoleerida see keemiatööstusele ja mis tahes sünteesiks, olenemata selle ulatusest. Ilmselgelt peame tootmist veelgi optimeerima seni, kuni toimub suuremahuline tootmine.
Keemilises tasakaalus võib olla rohkem tooteid või rohkem reagente. Kõik sõltub selle tasakaalu nihutamise suunast. Kui võtame arvesse kõiki tegureid, võime keemilise tasakaalu kummaski suunas nihutada. Tuleb arvestada, et need suundade muutused võivad toimuda seni, kuni keemiline reaktsioon on pöörduv.
Keemilise tasakaalu selgitus
Selgitame, kuidas see juhtub ja mida on vaja keemilise tasakaalu saavutamiseks. Esimene asi on vaadata, mis enne tuleb. Vaatleme järgmist reaktsiooni, mis on täiesti pöörduv. Siin on lämmastiktetraoksiid, mis muundatakse 2 mol lämmastikdioksiidiks. Need on mõlemad gaasid. Esimene reaktiiviks olev gaas on värvitu, teisel aga pruun või pruun. Kui paneme teatud koguse reaktiive viaali või väikesesse anumasse, Näeme, et see on värvitu kuni keemilise tasakaalu saavutamiseni.
Reaktiivide kontsentratsioon hakkab järk-järgult vähenema, kui keemiline reaktsioon aja jooksul toimub. Osa sellest eraldub lõpuks lämmastikdioksiidi molekulide tekitamiseks. Ehkki reaktsiooni alguses on sama kontsentratsioon võrdne nulliga, hakkab see suurenema, kui reaktiiv hakkab dissotsieeruma.
Räägime siiski pöörduvast keemilisest reaktsioonist, nii et osa toodete molekulidest ühinevad reaktantide uuesti moodustamiseks. See tähendab seda kahel nii otsesel kui ka vastupidisel reaktsioonil on oma kiirus.
Reaktsioonikiirused keemilises tasakaalus
Vaatame, kui oluline on reaktsioonikiirus keemilises tasakaalus. Esmalt peame teadma, et reagentide tarbimiskiirus on suurem kui toodete tarbimiskiirus. Sel viisil, kuna algul on ainult lämmastiktetraoksiid, suudavad vähesed lämmastikdioksiidist moodustunud molekulid vaevu leida üksteist vastupidi reageerima. Kui reaktsiooni hetkeni oleme jõudnud, siis viaali näete, kuidas see hakkab oranžiks muutuma kuna teil on samaaegselt reagentide ja toodete segu.
Vähehaaval, kui keemiline reaktsioon areneb, on saaduste molekule suuremas koguses kui reagentide molekule. Kahe nii otsese kui ka pöördvõrdelise reaktsiooni kiirus ühtlustub, isegi kui kontsentratsioonid erinevad üksteisest üha enam. See tähendab, et tooted kipuvad olema suuremad kui reagendid, mistõttu nende kontsentratsioon suureneb kogu keemilise tasakaalu jooksul.
Kui keemiline reaktsioon saavutab keemilise tasakaalu kiirused ja mõlemad reaktsioonid on võrdsed. Mõlemad kontsentratsioonid jäävad samuti konstantseks, kuna mõlemad toimingud toimuvad sama kiirusega. Niipea, kui teatav kogus reagente on dissotsieerunud, tekib sama kogus kohe uuesti toote teise koguse reageerimise tõttu. See on põhjus, miks keemilise tasakaalu nimetus on teada ja see on täiesti dünaamiline. Ja nii reaktantide kui ka saaduste molekulid osalevad jätkuvalt reaktsioonides, ehkki nende kontsentratsioonid aja jooksul ei muutu.
Kui meil on, et reaktsioonikiirused on samad, kuid mõlemas suunas, on võimalik, et tasakaal oleks konstantne.
Tasakaalukonstant
See saavutatakse ja see on alati sama, seni, kuni sellised tegurid nagu temperatuur on stabiilsed. See tähendab, et keemilise tasakaalu konstant on sama, kuni temperatuur on stabiilne, hoolimata sellest, kui palju lämmastiktetraoksiidi viaali esialgu süstitakse.
Nagu näete, on keemiatasakaal keemiatööstuse ja toodete tootmise teadmiste jaoks üsna oluline. Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada keemilise tasakaalu ja selle olulisuse kohta.