Definition von homogenem und heterogenem Gleichgewicht

Homogene Gleichgewichte

Im Allgemeinen sind Säure-Basen-Gleichgewichte homogen, da sie in wässrigen Lösungen vorkommen. Ebenso führt der Ionisierungsgrad jeder Säure oder Base zum pH-Wert der Lösung und dieser Prozess wird durch die Säure- oder Basizitätskonstante bestimmt, die als Ka bzw. Kb bekannt ist.

Hier ist ein Beispiel für Gleichgewicht homogene Chemikalie und ihre jeweilige Gleichgewichtskonstante:

Sein:

Es sollte daran erinnert werden, dass das chemische Gleichgewicht auftritt, wenn die Reaktionsgeschwindigkeit direkt gleich Geschwindigkeit indirekte Reaktion.

Heterogene Gleichgewichte

Im Allgemeinen führen wir sie Lösungen oder Fällungen ionischer Verbindungen zu, da ihre Anfangs- oder Endphase auf einen in wässriger Lösung verdünnten oder ausgefällten Feststoff reagiert. Es ist zu beachten, dass in diesen Fällen die prozessbestimmende Konstante die Gleichgewichtskonstante Keq ist, jedoch die Feststoffe in den Produkten dieser Konstanten keine Rolle spielen.

Ein klares Beispiel für ein heterogenes Gleichgewicht ist die Zersetzung bei hoher Temperatur von festem Calciumcarbonat, das festes Calciumoxid und gasförmiges Kohlendioxid bildet:

Sein:

Heterogene Fest-Flüssig-Gleichgewichte

In heterogenen Gleichgewichten, in denen ein Feststoff ausfällt, spielt die Löslichkeitsproduktkonstante oder Kps eine grundlegende Rolle und ist es ist in diesem Fall die Gleichgewichtskonstante, die den Prozess bestimmt und angibt, wie löslich der Feststoff in dem verwendeten Lösungsmittel ist, üblicherweise Wasser.

Um was geht es hierbei? Praktisch zur Bildung eines unlöslichen oder schwerlöslichen Produkts aus einer ionischen Verbindung, daher gibt es in diesen Fällen eine Reihe von Faktoren Sie spielen eine wichtige Rolle.

In erster Linie ist wie bei allen Gleichgewichten die Temperatur, da die Temperaturerhöhung zu einer Erhöhung der Kinetische Energie der Kristalle, die die Bindungskräfte durch die verursachten Schwingungen schwächen.

Andererseits die Natur der wechselwirkenden Verbindungen, da bekanntlich je größer je ähnlicher die Polarität des Lösungsmittels und der zu lösenden Verbindung ist, desto besser ist der Grad der Löslichkeit. Dies wird dadurch erklärt, dass die Größe der wechselwirkenden Kräfte zwischen dem Lösungsmittel und dem zu lösenden Feststoff ähnlich sein muss, wie der Feststoff ursprünglich hatte.

Schließlich spielt die Entropie des Systems eine sehr wichtige Rolle. Die Entropievariation erklärt den Ordnungsgrad eines Systems und bekanntlich neigt das Universum immer zu Chaos oder Unordnung. Wenn die Auflösung stattfindet, werden die Bindungen der ionischen Verbindung aufgebrochen, was die Unordnung erhöht, daher wird das Verfahren weithin bevorzugt.

Wenn sich also eine ionische Verbindung im direkten Sinne der Gleichgewichtsreaktion auflöst und ausfällt, im umgekehrten Sinne ist die den Prozess bestimmende Relation die Konstante des genannten Löslichkeitsprodukts.

Bei beiden Arten von Gleichgewichten können wir gemeinsame Merkmale hervorheben: Erstens spielt die Temperatur eine grundlegende Rolle, da sie das Gleichgewicht steuert. Wenn diese Variable variiert, reagiert das System nach dem Prinzip von Le Chatelier so, dass es der Störung entgegenwirkt. Ebenso ist der Wert der Gleichgewichtskonstante für jede Gleichgewichtsreaktion bei einer gegebenen Temperatur eindeutig und entspricht einem Quotienten von Aktivitäten, ist also unabhängig von der Konzentration oder dem Druck der Produkte und Reagenzien. Um die Untersuchung der Variation von Keq mit der Temperatur zu vertiefen, ist es notwendig, sich mit den Gleichung von Van’t Hoff.

Zweitens darf sich der Gleichgewichtszustand nicht mit der Zeit ändern, und wenn wir von einem Gleichgewichtszustand sprechen, beziehen wir uns auf einen Prozess, der in einem geschlossenen System abläuft.

Andererseits ist in allen Fällen die Ausdruck der Gleichgewichtskonstanten behält unabhängig vom durchgeführten Prozess seine Form bei: Konzentration der Produkte angehoben auf ihre jeweiligen stöchiometrischen Koeffizienten in Bezug auf die Reagenskonzentration angehoben auf ihre Koeffizienten stöchiometrisch. Es sollte beachtet werden, dass die meisten dieser Konstanten bei 25 °C tabelliert wurden.

Literaturverzeichnis

Lehrstuhlnotizen, Allgemeine Chemie I, UNMdP, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, 2019.

Themen im homogenen und heterogenen Gleichgewicht