ჰომოგენური და ჰეტეროგენული წონასწორობის განმარტება

კანდელა როციო ბარბისანი | დეკ. 2021
ქიმიური ინჟინერი

ჰომოგენური წონასწორობა

ზოგადად, მჟავა-ტუტოვანი წონასწორობა ერთგვაროვანია, რადგან ისინი გვხვდება წყალხსნარებში. ანალოგიურად, თითოეული მჟავის ან ფუძის იონიზაციის ხარისხი გამოიწვევს pH-ს გამოსავალი და ამ პროცესს მართავს მჟავიანობის ან ფუძეობის მუდმივი, რომელიც ცნობილია როგორც Ka და Kb შესაბამისად.

აქ არის მაგალითი Ბალანსი ერთგვაროვანი ქიმიური ნივთიერება და მისი შესაბამისი წონასწორობის მუდმივი:

ყოფნა:

უნდა გვახსოვდეს, რომ ქიმიური წონასწორობა ხდება მაშინ, როდესაც რეაქციის სიჩქარე პირდაპირი ტოლია სიჩქარე არაპირდაპირი რეაქცია.

ჰეტეროგენული წონასწორობა

ზოგადად, ჩვენ მათ მივაკუთვნებთ იონური ნაერთების ხსნარებს ან ნალექებს, რადგან მათი საწყისი ან საბოლოო ფაზა რეაგირებს მყარზე, რომელიც განზავებულია ან დალექილია წყალხსნარში. უნდა აღინიშნოს, რომ ამ შემთხვევებში, მუდმივი, რომელიც მართავს პროცესს, არის წონასწორობის მუდმივა Keq, თუმცა, მყარი ნივთიერებები არ შედის ამ მუდმივის პროდუქტებში.

ჰეტეროგენული წონასწორობის ნათელი მაგალითია დაშლა მაღალ დონეზე ტემპერატურა მყარი კალციუმის კარბონატი, რომელიც ქმნის მყარ კალციუმის ოქსიდს და აირისებრ ნახშირორჟანგს:

ყოფნა:

მყარი-თხევადი ჰეტეროგენული წონასწორობა

ჰეტეროგენულ წონასწორობაში, სადაც მყარი ნალექი იშლება, ხსნადობის პროდუქტის მუდმივი ან Kps თამაშობს ფუნდამენტურ როლს და არის ეს, ამ შემთხვევაში, წონასწორობის მუდმივია, რომელიც მართავს პროცესს, რაც მიუთითებს იმაზე, თუ რამდენად ხსნადია მყარი ნივთიერება გამოყენებული გამხსნელში, ჩვეულებრივ წყალი.

Რაზეა? პრაქტიკულად, იონური ნაერთიდან უხსნადი ან ოდნავ ხსნადი პროდუქტის წარმოქმნამდე, ამიტომ, ამ შემთხვევებში არსებობს მთელი რიგი ფაქტორები ისინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ.

უპირველეს ყოვლისა, როგორც ყველა წონასწორობის პირობებში, ტემპერატურა, რადგან ტემპერატურის ზრდა იწვევს Კინეტიკური ენერგია კრისტალები, რომლებიც ასუსტებს შემაკავშირებელ ძალებს გამოწვეული ვიბრაციების გამო.

მეორეს მხრივ, ურთიერთმოქმედი ნაერთების ბუნება, რადგან, როგორც ვიცით, უფრო დიდია გამხსნელისა და გასახსნელი ნაერთის პოლარობის მსგავსება, მით უკეთესია მისი ხარისხი ხსნადობა. ეს აიხსნება იმის გამო, რომ გამხსნელსა და გასახსნელ მყარს შორის ურთიერთმოქმედი ძალების სიდიდე უნდა იყოს ისეთივე, როგორიც მას თავდაპირველად გააჩნდა.

და ბოლოს, სისტემის ენტროპია თამაშობს ძალიან მნიშვნელოვან როლს. ენტროპიის ცვალებადობა ხსნის სისტემის მოწესრიგების ხარისხს და, როგორც ცნობილია, სამყარო ყოველთვის მიდრეკილია ქაოსისა და არეულობისკენ. როდესაც დაშლა ხდება, იონური ნაერთის ობლიგაციები იშლება, რაც ზრდის აშლილობას, შესაბამისად, პროცესი ფართოდ სარგებლობს.

ასე რომ, როდესაც იონური ნაერთი იხსნება წონასწორული რეაქციის პირდაპირი გაგებით და ნალექი ხდება, საპირისპირო გაგებით, მიმართება, რომელიც მართავს პროცესს, არის აღნიშნული ხსნადობის პროდუქტის მუდმივი.

წონასწორობის ორივე ტიპში შეგვიძლია გამოვყოთ საერთო მახასიათებლები: პირველი, ტემპერატურა ფუნდამენტურ როლს თამაშობს, რადგან ის აკონტროლებს წონასწორობას. თუ ეს ცვლადი იცვლება, ლე შატელიეს პრინციპის მიხედვით სისტემა რეაგირებს ისე, რომ დაუპირისპირდეს აღნიშნულ დარღვევას. ანალოგიურად, წონასწორობის მუდმივი მნიშვნელობა უნიკალურია თითოეული წონასწორული რეაქციისთვის მოცემულ ტემპერატურაზე და შეესაბამება აქტივობების კოეფიციენტს, ამიტომ იგი დამოუკიდებელია პროდუქტების კონცენტრაციისა და წნევისგან და რეაგენტები. კექის ტემპერატურასთან ცვალებადობის შესწავლის გასაღრმავებლად საჭიროა ჩაღრმავება განტოლება ვანტ ჰოფის მიერ.

მეორეც, წონასწორობის მდგომარეობა არ უნდა იცვლებოდეს დროთა განმავლობაში და როდესაც ვსაუბრობთ წონასწორობის მდგომარეობაზე, ჩვენ ვგულისხმობთ პროცესს, რომელიც მიმდინარეობს დახურულ სისტემაში.

მეორე მხრივ, ყველა შემთხვევაში, გამოხატულება წონასწორობის მუდმივები, როგორიც არ უნდა იყოს განხორციელებული პროცესი, ინარჩუნებს თავის ფორმას: პროდუქტების კონცენტრაცია ამაღლებული მათ შესაბამის სტოქიომეტრულ კოეფიციენტებამდე რეაგენტის კონცენტრაციასთან მიმართებაში, რომელიც გაიზარდა მათ კოეფიციენტებამდე სტექიომეტრიული. უნდა აღინიშნოს, რომ ამ მუდმივთა უმეტესობა ჩამოთვლილია 25ºC ტემპერატურაზე.

ბიბლიოგრაფია

კათედრის შენიშვნები, ზოგადი ქიმია I, UNMdP, საინჟინრო ფაკულტეტი, 2019 წ.