Definice homogenní a heterogenní rovnováhy

Candela Rocío Barbisan | prosinec 2021
Chemický inženýr

Homogenní rovnováhy

Obecně jsou acidobazické rovnováhy homogenní, protože se vyskytují ve vodných roztocích. Podobně stupeň ionizace každé kyseliny nebo zásady povede ke zvýšení pH řešení a tento proces je řízen konstantou kyselosti nebo zásaditosti, známými jako Ka a Kb.

Zde je příklad Zůstatek homogenní chemikálie a její příslušná rovnovážná konstanta:

Bytost:

Je třeba mít na paměti, že chemická rovnováha nastává, když rychlost reakce přímý rovný Rychlost nepřímá reakce.

Heterogenní rovnováhy

Obecně je připisujeme roztokům nebo precipitacím iontových sloučenin, protože jejich počáteční nebo konečná fáze reaguje na pevnou látku, která je zředěna nebo vysrážena ve vodném roztoku. Je třeba poznamenat, že v těchto případech je konstantou, která řídí proces, rovnovážná konstanta Keq, avšak pevné látky v součinech této konstanty nevstupují do hry.

Jasným příkladem heterogenní rovnováhy je rozklad při vysoké teplota pevného uhličitanu vápenatého tvořícího pevný oxid vápenatý a plynný oxid uhličitý:

Bytost:

Heterogenní rovnováhy pevná látka-kapalina

V heterogenních rovnováhách, kde se pevná látka vysráží, hraje zásadní roli konstanta produktu rozpustnosti neboli Kps. je to v tomto případě rovnovážná konstanta, která řídí proces, udávající, jak rozpustná je pevná látka v použitém rozpouštědle, běžně Voda.

O čem to je? Prakticky jde o tvorbu nerozpustného nebo málo rozpustného produktu z iontové sloučeniny, proto v těchto případech existuje řada faktory Hrají důležitou roli.

Na prvním místě, stejně jako ve všech rovnováze, teplota, protože zvýšení teploty vede ke zvýšení Kinetická energie krystalů, které oslabují vazebné síly v důsledku způsobených vibrací.

Na druhou stranu, povaha interagujících sloučenin, protože, jak víme, tím větší podobnost v polaritě rozpouštědla a sloučeniny, která se má rozpustit, tím lepší stupeň rozpustnost. To je vysvětleno tím, že velikost interakčních sil mezi rozpouštědlem a pevnou látkou, která se má rozpustit, musí být podobná těm, které pevná látka zpočátku měla.

A konečně, entropie systému hraje velmi důležitou roli. Variace entropie vysvětluje stupeň uspořádání systému a jak je známo, vesmír vždy tíhne k chaosu nebo nepořádku. Když dojde k rozpouštění, vazby iontové sloučeniny se přeruší, čímž se zvýší porucha, a proto je tento proces široce upřednostňován.

Takže když se iontová sloučenina rozpustí v přímém smyslu rovnovážné reakce a vysráží se, v opačném smyslu je vztah, který řídí proces, konstanta zmíněného součinu rozpustnosti.

V obou typech rovnováh můžeme vyzdvihnout společné charakteristiky: za prvé, teplota hraje zásadní roli, protože řídí rovnováhu. Pokud se tato proměnná mění, podle Le Chatelierova principu bude systém reagovat takovým způsobem, aby působil proti uvedenému rušení. Stejně tak hodnota rovnovážné konstanty je jedinečná pro každou rovnovážnou reakci při dané teplotě a odpovídá kvocientu aktivit, je tedy nezávislý na koncentraci nebo tlaku produktů a činidel. Pro prohloubení studia variace Keq s teplotou je nutné ponořit se do Rovnice od Van’t Hoffa.

Za druhé, rovnovážný stav se nesmí v čase měnit, a když mluvíme o rovnovážném stavu, máme na mysli proces, který probíhá v uzavřeném systému.

Na druhou stranu, ve všech případech výraz rovnovážných konstant si bez ohledu na proces zachovává svůj tvar: koncentrace produktů zvýšené na jejich příslušné stechiometrické koeficienty s ohledem na koncentraci činidla zvýšené na jejich koeficienty stechiometrické. Je třeba poznamenat, že většina těchto konstant byla uvedena v tabulkách při 25ºC.

Bibliografie

Poznámky předsedy, Obecná chemie I, UNMdP, Technická fakulta, 2019.