Chemijoje labai užsimenama cheminė pusiausvyra. Tai būsena, kurią cheminės reakcijos gali pasiekti grįžtamai ir kurioje nesikeičia tiek reagentų, tiek produktų, kurie dalyvauja pačioje reakcijoje, koncentracijos. Cheminei pusiausvyrai būdinga dinamiška, o ne statiška. Tai reiškia, kad visos molekulės ir atomai ir toliau nuolat reaguoja, tačiau išlaiko tą pačią koncentraciją.
Šiame straipsnyje mes jums pasakysime viską, ką reikia žinoti apie cheminę pusiausvyrą ir jos svarbą.
pagrindinės funkcijos
Kai kalbame apie cheminę pusiausvyrą, kalbame apie kažką panašaus į tą, kuris įvyksta, kai įvyksta perėjimo pokyčiai. Tai, kad grybų pokyčiai gali būti ne nuoroda. Pateiksime pavyzdį: mes naudojame skystį, kuris gali būti pusiausvyroje su savo garais, kaip ir kieta medžiaga. Mes nustatome pusiausvyrą, kai kieta medžiaga taip pat gali būti pusiausvyroje su aplinkiniu vandeniu, kai ji nusodina arba kristalizuojasi.
Chemijos pusiausvyra yra būtina chemijos pramonėje. Tokiu būdu galima pagerinti sintezę ir derlių. Nustačius cheminę pusiausvyrą, tolesnių pokyčių ar atsakų nebebus galima pasiekti, jei ši pusiausvyra nebus sutrikdyta. Paprastai tai nutraukia išoriniai veiksmai. Taip modifikuojama produkto sintezė keliais parametrais, tokiais kaip slėgis, tūris ar temperatūra. Jei mes nuolat žaidžiame šių parametrų vertėmis, mes pasiekiame pusiausvyrą, kai ji gali pasiekti maksimalią produkciją.
Priešingu atveju, jei gerai neapskaičiuosime, cheminė pusiausvyra neturėsite gerų produktų kiekių ir jie bus nepatenkinami. Tai yra, jo derlius bus mažesnis ir ekonomiškai neįmanoma. Visa tai yra naudingiau, jei ekstrapoliuosime jį chemijos pramonei ir bet kuriai sintezei, neatsižvelgiant į jos mastą. Akivaizdu, kad mes turėsime optimizuoti gamybą tol, kol bus didesnio masto gamyba.
Cheminėje pusiausvyroje gali būti didesnis produktų kiekis arba didesnis reagentų kiekis. Viskas priklauso nuo šios pusiausvyros pasislinkimo krypties. Jei atsižvelgsime į visus veiksnius, galime perkelti cheminę pusiausvyrą į abi puses. Reikia atsižvelgti į tai, kad šie krypčių pokyčiai gali įvykti tol, kol cheminė reakcija yra grįžtama.
Cheminės pusiausvyros paaiškinimas
Paaiškinsime, kaip tai vyksta ir ko reikia norint pasiekti cheminę pusiausvyrą. Pirmas dalykas yra pamatyti, kas ateina anksčiau. Apsvarstykime šią reakciją, kuri yra visiškai grįžtama. Čia mes turime azoto tetraoksidą, kuris virsta 2 moliais azoto dioksido. Jie abu yra dujos. Pirmosios reagento dujos yra bespalvės, o antrosios - rudos arba rudos spalvos. Jei į buteliuką ar mažą talpyklę įdedame tam tikrą kiekį reagentų, Pamatysime, kad jis yra bespalvis, kol nebus nustatyta cheminė pusiausvyra.
Reagentų koncentracija pradeda palaipsniui mažėti, nes laikui bėgant vyksta cheminė reakcija. Dalis jo baigiasi atsiriboti, kad susidarytų azoto dioksido molekulės. Nors reakcijos pradžioje to paties koncentracija lygi nuliui, reagentui pradėjus atsiriboti, ji pradės didėti.
Tačiau mes kalbame apie grįžtamąją cheminę reakciją, kad dalis produktų molekulių susijungtų ir vėl suformuotų reagentus. Tai reiškia abi reakcijos, tiek tiesioginės, tiek atvirkštinės, turės savo greitį.
Reakcijos greitis cheminėje pusiausvyroje
Pažiūrėkime, koks svarbus reakcijos greitis yra cheminėje pusiausvyroje. Iš pradžių turime žinoti, kad reagentų vartojimo greitis bus didesnis nei produktų sunaudojimo greitis. Tokiu būdu iš pradžių, kadangi yra tik azoto tetraoksidas, kelios iš azoto dioksido susidariusios molekulės vargu ar gali surasti viena kitos reakciją priešingai. Kai pasieksime tą reakcijos momentą, buteliuke galite pamatyti, kaip jis pradeda tapti oranžine spalva nes tuo pačiu metu turite reagentų ir produktų mišinį.
Po truputį, vykstant cheminei reakcijai, produktų molekulių bus didesnis kiekis nei reagentų molekulėse. Dviejų reakcijų, tiek tiesioginės, tiek atvirkštinės, greičiai ir toliau bus lygūs, net jei koncentracijos viena nuo kitos vis labiau skiriasi. Tai yra, produktai paprastai būna didesni nei reagentai, todėl jų koncentracija padidės per visą cheminę pusiausvyrą.
Kai cheminė reakcija pasiekia cheminę pusiausvyrą greičiai ir abi reakcijos yra vienodos. Abi koncentracijos taip pat išlieka pastovios, nes abu veiksmai vyksta tuo pačiu greičiu. Kai tik disocijuojamas tam tikras kiekis reagentų, dėl kito produktų kiekio reakcijos tuoj pat vėl gaunamas tas pats kiekis. Tai yra priežastis, kodėl žinomas cheminės pusiausvyros pavadinimas ir jis yra visiškai dinamiškas. Ir tai, kad tiek reagentų, tiek produktų molekulės ir toliau dalyvauja reakcijose, nors jų koncentracija laikui bėgant nesikeičia.
Jei turime, kad reakcijos greičiai yra vienodi, bet į abi puses, gauname pusiausvyros konstantą.
Pusiausvyros konstanta
Tai pasiekiama ir visada yra ta pati, tol, kol tokie veiksniai kaip temperatūra yra stabilūs. Tai yra, cheminės pusiausvyros konstanta bus tokia pati, kol temperatūra bus stabili, nesvarbu, kiek iš pradžių į buteliuką įpurškiama azoto tetraoksido.
Kaip matote, chemijos pusiausvyra yra gana svarbi chemijos pramonei ir žinių apie gaminius gamybai. Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galite sužinoti daugiau apie cheminę pusiausvyrą ir jos svarbą.