În chimie se face o mare aluzie la echilibrul chimic. Este o stare în care reacțiile chimice pot ajunge reversibil și în care nu există variații ale concentrațiilor atât ale reactanților, cât și ale produselor care sunt implicate în reacția însăși. Echilibrul chimic se caracterizează prin faptul că este dinamic și nu static. Aceasta înseamnă că toate moleculele și atomii continuă să reacționeze continuu, dar mențin aceleași concentrații.
În acest articol vă vom spune tot ce trebuie să știți despre echilibrul chimic și importanța acestuia.
caracteristici cheie
Când vorbim despre echilibrul chimic, vorbim despre ceva similar cu ceea ce se întâmplă atunci când apar modificări de trecere. Că schimbările de ciuperci ar putea să nu fie o rupere de legătură. Să dăm un exemplu: folosim un lichid care poate fi în echilibru cu vaporii săi, la fel ca un solid. Stabilim echilibrul atunci când solidul poate fi, de asemenea, în echilibru cu apa din jur, atunci când a precipitat sau a cristalizat.
Echilibrul chimic este esențial în industria chimică. În acest fel, se pot obține îmbunătățiri în sinteză și randamente. Odată stabilit echilibrul chimic, nu se pot obține alte modificări sau răspunsuri decât dacă acest echilibru este perturbat. În mod normal, este întreruptă de acțiuni exterioare. Acesta este modul în care sinteza produsului este modificată cu mai mulți parametri, cum ar fi presiunea, volumul sau temperatura. Dacă jucăm continuu cu valorile acestor parametri la final, realizăm că echilibrul este generat atunci când poate atinge producția maximă.
În caz contrar, dacă nu calculăm bine, echilibrul chimic nu veți avea cantități bune de produse și acestea vor fi nesatisfăcătoare. Adică va avea un randament mai mic și nu va fi fezabil din punct de vedere economic. Toate acestea sunt mai utile dacă le extrapolăm la industria chimică și pentru orice sinteză, indiferent de scara acesteia. Evident, va trebui să optimizăm producția în continuare, atâta timp cât există o producție la scară mai mare.
În echilibrul chimic pot exista mai multe cantități de produse sau mai multe cantități de reactanți. Totul depinde de direcția în care acest echilibru este deplasat. Dacă luăm în considerare toți factorii, putem schimba echilibrul chimic în ambele direcții. Trebuie luat în considerare faptul că aceste schimbări de direcție pot apărea atât timp cât reacția chimică este reversibilă.
Explicația echilibrului chimic
Vom explica cum se întâmplă și ce este necesar pentru a atinge echilibrul chimic. Primul lucru este să vedem ce vine înainte. Vom lua în considerare următoarea reacție care este total reversibilă. Aici avem tetraoxid de azot care se transformă în 2 moli de dioxid de azot. Amândoi sunt gaze. Primul gaz care este reactivul este incolor, în timp ce al doilea are o culoare maro sau maro. Dacă punem o anumită cantitate de reactivi într-un flacon sau într-un recipient mic, Vom vedea că este incolor până la stabilirea echilibrului chimic.
Concentrația reactivilor începe să scadă treptat pe măsură ce reacția chimică are loc în timp. O parte din aceasta ajunge să se disocieze pentru a da naștere la molecule de dioxid de azot. Deși concentrația acesteia este egală cu zero la începutul reacției, va începe să crească pe măsură ce reactivul începe să se disocieze.
Cu toate acestea, vorbim despre o reacție chimică reversibilă, astfel încât o parte din moleculele produselor se vor uni pentru a re-forma reactanții. Aceasta înseamnă că atât reacțiile directe, cât și cele inverse vor avea propriile lor viteze.
Viteza de reacție în echilibru chimic
Să vedem ce importanță au viteza de reacție în echilibrul chimic. La început trebuie să știm că rata de consum a reactivilor va fi mai mare decât rata de consum a produselor. În acest fel, la început, deoarece există doar tetraoxid de azot, cele câteva molecule care s-au format din dioxid de azot cu greu se pot găsi reciproc pentru a reacționa în sens opus. Când am ajuns la acel moment al reacției, în flacon puteți vedea cum începe să devină portocaliu deoarece aveți un amestec de reactanți și produse în același timp.
Încetul cu încetul, pe măsură ce reacția chimică progresează, moleculele produselor vor fi în cantitate mai mare decât moleculele reactanților. Viteza celor două reacții, atât cea directă, cât și cea inversă, vor continua să se egalizeze, chiar dacă concentrațiile diferă între ele din ce în ce mai mult. Adică, produsele tind să fie mai mari decât reactanții, astfel încât concentrația lor va crește pe tot parcursul echilibrului chimic.
Când reacția chimică atinge echilibrul chimic viteze și ambele reacții sunt egale. Ambele concentrații rămân constante, deoarece ambele acțiuni se întâmplă cu aceeași viteză. De îndată ce o anumită cantitate de reactanți este disociată, aceeași cantitate va fi produsă din nou imediat datorită reacției unei alte cantități de produse. Acesta este motivul pentru care numele echilibrului chimic este cunoscut și este complet dinamic. Și este faptul că moleculele atât ale reactivilor, cât și ale produselor continuă să participe la reacții, deși concentrațiile lor nu se modifică în timp.
Dacă avem că ratele de reacție sunt aceleași, dar în ambele direcții, este posibil să avem o constantă de echilibru.
Constanta de echilibru
Se realizează și este întotdeauna la fel, atâta timp cât factori precum temperatura sunt stabili. Adică, constanta de echilibru chimic va fi aceeași, atâta timp cât temperatura este stabilă, indiferent de cât de mult Tetraoxid de azot este injectat în flacon la început.
După cum puteți vedea, echilibrul chimic este destul de important pentru industria chimică și pentru cunoașterea generării de produse. Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre echilibrul chimic și importanța acestuia.