V chémii sa vytvára veľká narážka chemická rovnováha. Je to stav, v ktorom môžu chemické reakcie dosiahnuť reverzibilne a v ktorom nedochádza k zmenám v koncentráciách reaktantov aj produktov, ktoré sa podieľajú na samotnej reakcii. Chemická rovnováha sa vyznačuje tým, že je dynamická a nie statická. To znamená, že všetky molekuly a atómy naďalej reagujú nepretržite, ale udržiavajú si rovnaké koncentrácie.
V tomto článku vám povieme všetko, čo potrebujete vedieť o chemickej rovnováhe a jej dôležitosti.
kľúčové vlastnosti
Keď hovoríme o chemickej rovnováhe, hovoríme o niečom podobnom tomu, čo nastane, keď dôjde k zmenám priechodu. To, že sa huba mení, nemusí byť zlomom odkazu. Uveďme príklad: používame kvapalinu, ktorá môže byť v rovnováhe so svojimi vlastnými parami, rovnako ako tuhá látka. Ustanovujeme rovnováhu, keď pevná látka môže byť tiež v rovnováhe s okolitou vodou, keď sa vyzráža alebo kryštalizuje.
Chemická rovnováha je v chemickom priemysle nevyhnutná. Týmto spôsobom je možné dosiahnuť zlepšenie syntézy a výťažkov. Len čo sa dosiahne chemická rovnováha, nie je možné dosiahnuť žiadne ďalšie zmeny alebo reakcie, pokiaľ táto rovnováha nebude narušená. Normálne je prerušený vonkajšími akciami. Takto sa modifikuje syntéza produktu s niekoľkými parametrami, ako je tlak, objem alebo teplota. Ak sa s hodnotami týchto parametrov na konci nepretržite pohrávame, dosiahneme, že rovnováha sa vytvorí, keď môže dosiahnuť maximálnu produkciu.
Inak, ak dobre nevypočítame, chemická rovnováha nebudete mať dobré množstvo výrobkov a budú neuspokojivé. To znamená, že bude mať nižší výnos a nebude ekonomicky uskutočniteľný. To všetko je užitočnejšie, ak to extrapolujeme na chemický priemysel a na akúkoľvek syntézu bez ohľadu na jej rozsah. Je zrejmé, že pokiaľ bude prebiehať výroba vo väčšom rozsahu, budeme musieť výrobu ďalej optimalizovať.
V chemickej rovnováhe môže byť väčšie množstvo produktov alebo väčšie množstvo reaktantov. Všetko závisí od smeru, ktorým je táto rovnováha posunutá. Ak vezmeme do úvahy všetky faktory, môžeme posunúť chemickú rovnováhu v obidvoch smeroch. Musí sa vziať do úvahy, že tieto zmeny smerov môžu nastať, pokiaľ je chemická reakcia reverzibilná.
Vysvetlenie chemickej rovnováhy
Vysvetlíme, ako sa to deje a čo je potrebné na dosiahnutie chemickej rovnováhy. Prvá vec je vidieť, čo príde skôr. Budeme uvažovať o nasledujúcej reakcii, ktorá je úplne reverzibilná. Tu máme tetraoxid dusíka, ktorý sa transformuje na 2 móly oxidu dusičitého. Oba sú to plyny. Prvý plyn, ktorý je činidlom, je bezfarebný, zatiaľ čo druhý má hnedú alebo hnedú farbu. Ak dáme určité množstvo reagencií do injekčnej liekovky alebo malého obalu, Uvidíme, že je bezfarebný, kým sa nedosiahne chemická rovnováha.
Koncentrácia činidiel začne postupne klesať, pretože k chemickej reakcii dôjde v priebehu času. Časť z nich končí disociáciou, pri ktorej vznikajú molekuly oxidu dusičitého. Aj keď sa ich koncentrácia rovná nule na začiatku reakcie, začne sa zvyšovať, keď sa činidlo začne disociovať.
Hovoríme však o reverzibilnej chemickej reakcii, takže časť molekúl produktov sa spojí, aby znovu vytvorila reaktanty. To znamená, že dve reakcie, priama aj inverzná, budú mať svoje vlastné rýchlosti.
Rýchlosti reakcie v chemickej rovnováhe
Pozrime sa, aký význam majú reakčné rýchlosti v chemickej rovnováhe. Najprv musíme vedieť, že rýchlosť spotreby činidiel bude vyššia ako rýchlosť spotreby výrobkov. Týmto spôsobom, spočiatku, pretože existuje iba tetraoxid dusitý, sa tých pár molekúl, ktoré vznikli z oxidu dusičitého, ťažko vzájomne stretne, aby reagovali opačne. Keď sme dosiahli ten okamih reakcie, v injekčnej liekovke vidíte, ako to začína oranžovať pretože máte zmes reaktantov a produktov súčasne.
Postupne s chemickou reakciou budú molekuly produktov vo väčšom množstve ako molekuly reaktantov. Rýchlosti týchto dvoch reakcií, a to priamej aj inverznej, sa budú naďalej vyrovnávať, aj keď sa ich koncentrácie čoraz viac líšia. To znamená, že produkty majú tendenciu byť väčšie ako reaktanty, takže ich koncentrácia bude stúpať počas chemickej rovnováhy.
Keď chemická reakcia dosiahne chemickú rovnováhu rýchlosti a obe reakcie rovnaké. Obidve koncentrácie tiež zostávajú konštantné, pretože obidve akcie prebiehajú rovnakou rýchlosťou. Len čo sa určité množstvo reaktantov disociuje, okamžite sa vyprodukuje rovnaké množstvo vďaka reakcii iného množstva produktov. To je dôvod, prečo je známy názov chemickej rovnováhy a je úplne dynamický. A je to tak, že molekuly reagencií aj produktov sa naďalej zúčastňujú na reakciách, aj keď sa ich koncentrácie časom nemenia.
Ak máme, že reakčné rýchlosti sú rovnaké, ale v oboch smeroch, dostaneme rovnovážnu konštantu.
Rovnovážna konštanta
Dosahuje sa to a je to vždy to isté, pokiaľ sú faktory ako teplota stabilné. To znamená, že chemická rovnovážna konštanta bude rovnaká, pokiaľ je stabilná teplota, bez ohľadu na to, aké množstvo dusíka je najskôr do injekčnej liekovky vstreknuté.
Ako vidíte, chemická rovnováha je dosť dôležitá pre chemický priemysel a pre znalosti výroby produktu. Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o chemickej rovnováhe a jej dôležitosti.