Trong hóa học, ám chỉ lớn được tạo ra để cân bằng hóa học. Đó là trạng thái mà các phản ứng hóa học có thể đạt được thuận nghịch và trong đó không có sự thay đổi về nồng độ của cả chất phản ứng và các sản phẩm tham gia vào chính phản ứng đó. Cân bằng hóa học có đặc điểm là động và không tĩnh. Điều này có nghĩa là tất cả các phân tử và nguyên tử tiếp tục phản ứng liên tục nhưng duy trì cùng nồng độ.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết mọi thứ bạn cần biết về cân bằng hóa học và tầm quan trọng của nó.
Các tính năng chính
Khi chúng ta nói về cân bằng hóa học, chúng ta đang nói về một cái gì đó tương tự như những gì xảy ra khi những thay đổi của chuyển động xảy ra. Những thay đổi của nấm có thể không phải là sự phá vỡ liên kết. Hãy đưa ra một ví dụ: chúng ta sử dụng một chất lỏng có thể ở trạng thái cân bằng với hơi của chính nó, giống như chất rắn. Chúng ta thiết lập trạng thái cân bằng khi chất rắn cũng có thể ở trạng thái cân bằng với nước xung quanh khi nó đã kết tủa hoặc kết tinh.
Cân bằng hóa học là điều cần thiết trong công nghiệp hóa chất. Bằng cách này, có thể thu được những cải tiến trong tổng hợp và sản lượng. Một khi cân bằng hóa học được thiết lập, không thể có thêm thay đổi hoặc phản ứng nào trừ khi trạng thái cân bằng này bị phá vỡ. Thông thường, nó bị gián đoạn bởi các hành động bên ngoài. Đây là cách tổng hợp sản phẩm được sửa đổi với một số thông số như áp suất, thể tích hoặc nhiệt độ. Nếu chúng ta liên tục chơi với các giá trị của các thông số này thì cuối cùng chúng ta sẽ đạt được rằng sự cân bằng sẽ được tạo ra khi nó có thể đạt mức sản xuất tối đa.
Ngược lại, nếu chúng ta không tính toán tốt thì cân bằng hóa học bạn sẽ không có số lượng sản phẩm tốt và chúng sẽ không đạt yêu cầu. Tức là nó sẽ có năng suất thấp hơn và không khả thi về mặt kinh tế. Tất cả điều này sẽ hữu ích hơn nếu chúng ta ngoại suy nó cho ngành công nghiệp hóa học và cho bất kỳ tổng hợp nào bất kể quy mô của nó. Rõ ràng, chúng tôi sẽ phải tối ưu hóa sản xuất hơn chừng nào còn sản xuất ở quy mô lớn hơn.
Ở trạng thái cân bằng hóa học có thể có nhiều sản phẩm hơn hoặc nhiều chất phản ứng hơn. Tất cả phụ thuộc vào hướng mà sự cân bằng này bị dịch chuyển. Nếu chúng ta tính đến tất cả các yếu tố, chúng ta có thể chuyển cân bằng hóa học theo một trong hai hướng. Cần phải lưu ý rằng những thay đổi hướng này có thể xảy ra miễn là phản ứng hóa học là thuận nghịch.
Giải thích cân bằng hóa học
Chúng tôi sẽ giải thích cách nó xảy ra và những gì cần thiết để đạt được trạng thái cân bằng hóa học. Điều đầu tiên là xem những gì đến trước. Chúng ta sẽ xem xét phản ứng sau đây là phản ứng hoàn toàn thuận nghịch. Ở đây chúng ta có nitơ tetraoxit được chuyển thành 2 mol nitơ đioxit. Chúng đều là chất khí. Khí đầu tiên là thuốc thử là không màu, trong khi khí thứ hai có màu nâu hoặc nâu. Nếu chúng ta cho một lượng thuốc thử nhất định vào lọ hoặc hộp nhỏ, Chúng ta sẽ thấy rằng nó không màu cho đến khi cân bằng hóa học được thiết lập.
Nồng độ của thuốc thử bắt đầu giảm dần khi phản ứng hóa học diễn ra theo thời gian. Một phần của nó kết thúc phân ly để tạo ra các phân tử nitơ đioxit. Mặc dù nồng độ của cùng bằng XNUMX khi bắt đầu phản ứng, nhưng nó sẽ bắt đầu tăng khi thuốc thử bắt đầu phân ly.
Tuy nhiên, chúng ta đang nói về một phản ứng hóa học thuận nghịch, do đó một phần của các phân tử của sản phẩm sẽ tham gia để hình thành lại các chất phản ứng. Điều này có nghĩa rằng hai phản ứng, cả trực tiếp và nghịch chuyển, sẽ có vận tốc riêng của chúng.
Tốc độ phản ứng ở trạng thái cân bằng hóa học
Hãy xem tầm quan trọng của tốc độ phản ứng có trong trạng thái cân bằng hóa học. Lúc đầu, chúng ta phải biết rằng tốc độ tiêu thụ chất phản ứng sẽ lớn hơn tốc độ tiêu thụ sản phẩm. Theo cách này, lúc đầu, vì chỉ có nitơ tetraoxit, một số phân tử đã được tạo thành nitơ điôxít khó có thể tìm thấy nhau để phản ứng theo cách ngược lại. Khi chúng ta đạt đến thời điểm phản ứng đó, trong lọ bạn có thể thấy nó bắt đầu chuyển sang màu cam như thế nào vì bạn có một hỗn hợp các chất phản ứng và sản phẩm cùng một lúc.
Từng chút một, khi phản ứng hóa học tiến triển, số lượng phân tử của các sản phẩm sẽ nhiều hơn số lượng phân tử của các chất phản ứng. Tốc độ của hai phản ứng thuận và nghịch sẽ tiếp tục bằng nhau, ngay cả khi nồng độ khác nhau ngày càng nhiều. Tức là, các sản phẩm có xu hướng lớn hơn các chất phản ứng, do đó nồng độ của chúng sẽ tăng trong suốt trạng thái cân bằng hóa học.
Khi phản ứng hóa học đạt trạng thái cân bằng hóa học vận tốc và cả hai phản ứng bằng nhau. Cả hai nồng độ cũng không đổi vì cả hai hành động đều xảy ra với tốc độ như nhau. Ngay sau khi một lượng nhất định của chất phản ứng bị phân ly, thì lượng chất đó sẽ được tạo ra ngay lập tức do phản ứng của một lượng sản phẩm khác. Đây là lý do tại sao tên của cân bằng hóa học được biết đến và nó hoàn toàn là động lực học. Và đó là các phân tử của cả chất phản ứng và sản phẩm tiếp tục tham gia vào các phản ứng, mặc dù nồng độ của chúng không thay đổi theo thời gian.
Nếu chúng ta có tốc độ phản ứng như nhau nhưng theo cả hai chiều, thì có thể có hằng số cân bằng.
Không đổi thế cân bằng
Nó đã đạt được và nó luôn luôn như vậy, miễn là các yếu tố như nhiệt độ ổn định. Tức là hằng số cân bằng hóa học sẽ giống nhau miễn là nhiệt độ ổn định, cho dù ban đầu người ta tiêm bao nhiêu nitơ tetraoxit vào lọ.
Như bạn thấy, cân bằng hóa học là khá quan trọng đối với ngành công nghiệp hóa chất và kiến thức tạo ra sản phẩm. Tôi hy vọng rằng với những thông tin này, bạn có thể hiểu thêm về cân bằng hóa học và tầm quan trọng của nó.