Ορισμός Ομοιογενούς και Ετερογενούς Ισορροπίας

Candela Rocío Barbisan | Δεκ. 2021
ΧΗΜΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

Ομογενής Ισορροπία

Γενικά, οι ισορροπίες οξέος-βάσης είναι ομοιογενείς, αφού εμφανίζονται σε υδατικά διαλύματα. Ομοίως, ο βαθμός ιοντισμού κάθε οξέος ή βάσης θα οδηγήσει στο pH του λύση και αυτή η διαδικασία διέπεται από τη σταθερά οξύτητας ή βασικότητας, γνωστή ως Ka και Kb αντίστοιχα.

Εδώ είναι ένα παράδειγμα του Ισορροπία ομοιογενές χημικό και η αντίστοιχη σταθερά ισορροπίας του:

Να εισαι:

Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι η χημική ισορροπία εμφανίζεται όταν το ταχύτητα αντίδρασης απευθείας ίσον Ταχύτητα έμμεση αντίδραση.

Ετερογενείς Ισορροπίες

Γενικά, τα αποδίδουμε σε διαλύματα ή κατακρημνίσεις ιοντικών ενώσεων αφού η αρχική ή η τελική τους φάση ανταποκρίνεται σε ένα στερεό που αραιώνεται ή καταβυθίζεται σε υδατικό διάλυμα. Πρέπει να σημειωθεί ότι, σε αυτές τις περιπτώσεις, η σταθερά που διέπει τη διαδικασία είναι η σταθερά ισορροπίας Keq, ωστόσο, τα στερεά δεν παίζουν ρόλο στα γινόμενα αυτής της σταθεράς.

Ένα σαφές παράδειγμα ετερογενούς ισορροπίας είναι η αποσύνθεση σε υψηλά επίπεδα θερμοκρασία από στερεό ανθρακικό ασβέστιο που σχηματίζει στερεό οξείδιο ασβεστίου και αέριο διοξείδιο του άνθρακα:

Να εισαι:

Ετερογενείς ισορροπίες στερεού-υγρού

Σε ετερογενείς ισορροπίες όπου ένα στερεό κατακρημνίζεται, η σταθερά προϊόντος διαλυτότητας ή Kps παίζει θεμελιώδη ρόλο και είναι είναι, σε αυτή την περίπτωση, η σταθερά ισορροπίας που διέπει τη διαδικασία, υποδεικνύοντας πόσο διαλυτό είναι το στερεό στον διαλύτη που χρησιμοποιείται, συνήθως Νερό.

Περί τίνος πρόκειται? Πρακτικά, στον σχηματισμό ενός αδιάλυτου ή ελαφρώς διαλυτού προϊόντος από μια ιοντική ένωση, επομένως, σε αυτές τις περιπτώσεις υπάρχει μια σειρά από παράγοντες Παίζουν σημαντικό ρόλο.

Καταρχήν, όπως σε κάθε κατάσταση ισορροπίας, η θερμοκρασία, αφού η αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί σε αύξηση της Κινητική ενέργεια των κρυστάλλων που εξασθενεί τις δυνάμεις σύνδεσης λόγω των δονήσεων που προκαλούνται.

Από την άλλη πλευρά, η φύση των αλληλεπιδρώντων ενώσεων, αφού, όπως γνωρίζουμε, τόσο μεγαλύτερη η ομοιότητα στην πολικότητα του διαλύτη και της ένωσης που θα διαλυθεί, τόσο καλύτερος είναι ο βαθμός διαλυτότητα. Αυτό εξηγείται δεδομένου ότι το μέγεθος των δυνάμεων αλληλεπίδρασης μεταξύ του διαλύτη και του στερεού που πρόκειται να διαλυθεί πρέπει να είναι παρόμοιο με εκείνο που διέθετε αρχικά το στερεό.

Τέλος, πολύ σημαντικό ρόλο παίζει η εντροπία του συστήματος. Η διακύμανση της εντροπίας εξηγεί τον βαθμό τάξης ενός συστήματος και, όπως είναι γνωστό, το Σύμπαν τείνει πάντα προς το χάος ή την αταξία. Όταν λαμβάνει χώρα η διάλυση, οι δεσμοί της ιοντικής ένωσης σπάνε αυξάνοντας τη διαταραχή, επομένως, η διαδικασία ευνοείται ευρέως.

Έτσι, όταν μια ιοντική ένωση διαλύεται με την άμεση έννοια της αντίδρασης ισορροπίας και, καθιζάνει, Με την αντίθετη έννοια, η σχέση που διέπει τη διαδικασία είναι η σταθερά του προϊόντος διαλυτότητας που αναφέρεται.

Και στους δύο τύπους ισορροπιών μπορούμε να επισημάνουμε κοινά χαρακτηριστικά: πρώτον, η θερμοκρασία παίζει θεμελιώδη ρόλο, αφού ελέγχει την ισορροπία. Εάν αυτή η μεταβλητή ποικίλλει, σύμφωνα με την Αρχή του Le Chatelier το σύστημα θα αντιδράσει με τέτοιο τρόπο ώστε να εξουδετερώσει την εν λόγω διαταραχή. Ομοίως, η τιμή της σταθεράς ισορροπίας είναι μοναδική για κάθε αντίδραση ισορροπίας σε μια δεδομένη θερμοκρασία και αντιστοιχεί σε ένα πηλίκο δραστηριοτήτων, επομένως είναι ανεξάρτητο από τη συγκέντρωση ή την πίεση των προϊόντων και αντιδραστήρια. Για να εμβαθύνουμε τη μελέτη της διακύμανσης του Keq με τη θερμοκρασία, είναι απαραίτητο να εμβαθύνουμε στο Εξίσωση από τον Van’t Hoff.

Δεύτερον, η κατάσταση ισορροπίας δεν πρέπει να μεταβάλλεται με την πάροδο του χρόνου και όταν μιλάμε για κατάσταση ισορροπίας αναφερόμαστε σε μια διαδικασία που λαμβάνει χώρα σε ένα κλειστό σύστημα.

Από την άλλη πλευρά, σε όλες τις περιπτώσεις, η έκφραση των σταθερών ισορροπίας, όποια και αν είναι η διεργασία που διεξάγεται, διατηρεί το σχήμα της είναι: συγκέντρωση προϊόντων αυξημένο στους αντίστοιχους στοιχειομετρικούς συντελεστές τους σε σχέση με τη συγκέντρωση αντιδραστηρίου αυξημένη στους συντελεστές τους στοιχειομετρική. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι περισσότερες από αυτές τις σταθερές έχουν καταγραφεί στους 25ºC.

Βιβλιογραφία

Σημειώσεις προέδρου, Γενική Χημεία I, UNMdP, Σχολή Μηχανικών, 2019.