Ķīmijā tiek izteikta liela atsauce ķīmiskais līdzsvars. Tas ir stāvoklis, kad ķīmiskās reakcijas var sasniegt atgriezeniski un kurā nemainās gan reaģentu, gan pašu reakciju iesaistīto produktu koncentrācija. Ķīmisko līdzsvaru raksturo tas, ka tas ir dinamisks un nav statisks. Tas nozīmē, ka visas molekulas un atomi turpina nepārtraukti reaģēt, bet uztur vienādu koncentrāciju.
Šajā rakstā mēs jums pastāstīsim visu, kas jums jāzina par ķīmisko līdzsvaru un tā nozīmi.
galvenās iezīmes
Kad mēs runājam par ķīmisko līdzsvaru, mēs runājam par kaut ko līdzīgu tam, kas notiek, kad notiek pārejas. Ka sēņu izmaiņas var nebūt saites pārtraukums. Sniegsim piemēru: mēs izmantojam šķidrumu, kas līdzsvarā ar cietajiem var būt līdzsvarā ar saviem tvaikiem. Mēs izveidojam līdzsvaru, kad arī cietā viela var būt līdzsvarā ar apkārtējo ūdeni, kad tā ir nogulsnējusies vai izkristalizējusies.
Ķīmiskais līdzsvars ir būtisks ķīmijas rūpniecībā. Tādā veidā var uzlabot sintēzi un ražu. Kad ķīmiskais līdzsvars ir izveidots, turpmākas izmaiņas vai reakcijas nevar iegūt, ja vien šis līdzsvars netiek traucēts. Parasti to pārtrauc ārējas darbības. Tādā veidā produkta sintēze tiek modificēta ar vairākiem parametriem, piemēram, spiedienu, tilpumu vai temperatūru. Ja mēs nepārtraukti spēlējamies ar šo parametru vērtībām beigās, mēs panākam, ka bilance tiek veidota, kad tā var sasniegt maksimālo produkciju.
Pretējā gadījumā, ja mēs labi nerēķinām, ķīmiskais līdzsvars jums nebūs labu produktu daudzumu, un tie būs neapmierinoši. Tas ir, tam būs zemāka raža un tas nebūs ekonomiski iespējams. Tas viss ir noderīgāk, ja mēs to ekstrapolējam ķīmijas rūpniecībai un jebkurai sintēzei neatkarīgi no tā mēroga. Acīmredzot mums būs jāturpina optimizēt ražošana, ja vien būs lielāka apjoma ražošana.
Ķīmiskajā līdzsvarā var būt lielāks produktu daudzums vai lielāks reaģentu daudzums. Viss ir atkarīgs no virziena, kādā šis līdzsvars tiek pārvietots. Ja ņemam vērā visus faktorus, mēs varam mainīt ķīmisko līdzsvaru jebkurā virzienā. Jāņem vērā, ka šīs virzienu izmaiņas var notikt, kamēr ķīmiskā reakcija ir atgriezeniska.
Ķīmiskā līdzsvara skaidrojums
Mēs izskaidrosim, kā tas notiek, un kas ir nepieciešams, lai sasniegtu ķīmisko līdzsvaru. Pirmā lieta ir redzēt, kas notiek iepriekš. Mēs apsvērsim šādu reakciju, kas ir pilnīgi atgriezeniska. Šeit mums ir slāpekļa tetraoksīds, kas tiek pārveidots par 2 mol slāpekļa dioksīda. Tās abas ir gāzes. Pirmā gāze, kas ir reaģents, ir bezkrāsaina, bet otrā - brūna vai brūna. Ja flakonā vai mazā traukā ievietojam noteiktu daudzumu reaģentu, Mēs redzēsim, ka tā ir bezkrāsaina, kamēr nav izveidots ķīmiskais līdzsvars.
Reaģentu koncentrācija sāk pakāpeniski samazināties, jo laika gaitā notiek ķīmiskā reakcija. Daļa no tā disociējas, radot slāpekļa dioksīda molekulas. Kaut arī tā paša koncentrācija reakcijas sākumā ir vienāda ar nulli, tā sāks palielināties, reaģentam sākoties disociācijai.
Tomēr mēs runājam par atgriezenisku ķīmisko reakciju, lai daļa produktu molekulu pievienotos, lai no jauna izveidotu reaģentus. Tas nozīmē ka gan tiešajai, gan apgrieztajai reakcijai būs savs ātrums.
Reakcijas ātrums ķīmiskajā līdzsvarā
Apskatīsim, kāda ir reakcijas ātruma nozīme ķīmiskajā līdzsvarā. Sākumā mums jāzina, ka reaģentu patēriņa ātrums būs lielāks nekā produktu patēriņa ātrums. Tādā veidā, tā kā sākumā ir tikai slāpekļa tetraoksīds, dažas no slāpekļa dioksīda izveidotās molekulas diez vai atradīs viena otru, lai reaģētu pretēji. Kad mēs esam sasnieguši šo reakcijas brīdi, flakonā jūs varat redzēt, kā tas sāk kļūt oranžs tā kā jums vienlaikus ir reaģentu un produktu maisījums.
Pamazām, ķīmiskās reakcijas gaitā, produktu molekulas būs lielākā daudzumā nekā reaģentu molekulas. Abu tiešo un apgriezto reakciju ātrums turpinās izlīdzināties, pat ja koncentrācijas arvien vairāk atšķiras. Tas ir, produkti parasti ir lielāki nekā reaģenti, tāpēc to koncentrācija visā ķīmiskā līdzsvara laikā palielināsies.
Kad ķīmiskā reakcija sasniedz ķīmisko līdzsvaru ātrumi un abas reakcijas ir vienādas. Abas koncentrācijas arī paliek nemainīgas, jo abas darbības notiek vienādā ātrumā. Tiklīdz noteikts reaģentu daudzums ir disociēts, tas pats daudzums atkal tiks saražots cita produkta daudzuma reakcijas dēļ. Tas ir iemesls, kāpēc ķīmiskā līdzsvara nosaukums ir zināms un tas ir pilnīgi dinamisks. Un tas ir tāds, ka gan reaģentu, gan produktu molekulas turpina piedalīties reakcijās, lai gan to koncentrācija laika gaitā nemainās.
Ja mums ir tāds, ka reakcijas ātrums ir vienāds, bet abos virzienos, ir iespējams panākt līdzsvara konstanti.
Līdzsvara konstante
Tas tiek sasniegts, un tas vienmēr ir vienāds, ja vien tādi faktori kā temperatūra ir stabili. Tas ir, ķīmiskā līdzsvara konstante būs vienāda, kamēr temperatūra būs stabila, neatkarīgi no tā, cik daudz sākotnēji flakonā tiek ievadīts slāpekļa tetraoksīds.
Kā redzat, ķīmiskais līdzsvars ir diezgan svarīgs ķīmiskās rūpniecības un produktu ražošanas zināšanām. Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par ķīmisko līdzsvaru un tā nozīmi.