Homogeninės ir heterogeninės pusiausvyros apibrėžimas

Candela Rocío Barbisan | gruod. 2021
Chemijos inzinierius

Homogeninė pusiausvyra

Apskritai rūgščių ir šarmų pusiausvyra yra vienalytė, nes susidaro vandeniniuose tirpaluose. Taip pat dėl ​​kiekvienos rūgšties ar bazės jonizacijos laipsnio padidės pH sprendimas ir šį procesą valdo rūgštingumo arba šarmingumo konstanta, žinoma atitinkamai kaip Ka ir Kb.

Štai pavyzdys Balansas vienalytė cheminė medžiaga ir jos atitinkama pusiausvyros konstanta:

Esamas:

Reikėtų prisiminti, kad cheminė pusiausvyra susidaro tada, kai reakcijos greitis tiesioginiai lygūs greitis netiesioginė reakcija.

Heterogeninė pusiausvyra

Paprastai mes priskiriame juos joninių junginių tirpalams arba nuosėdoms, nes jų pradinė arba galutinė fazė reaguoja į kietą medžiagą, kuri praskiesta arba nusodinama vandeniniame tirpale. Reikėtų pažymėti, kad šiais atvejais procesą valdanti konstanta yra pusiausvyros konstanta Keq, tačiau šios konstantos produktuose kietosios medžiagos nedalyvauja.

Aiškus nevienalytės pusiausvyros pavyzdys yra skilimas aukštoje padėtyje temperatūros kieto kalcio karbonato, sudarančio kietą kalcio oksidą ir dujinį anglies dioksidą:

Esamas:

Heterogeninė kieto ir skysčio pusiausvyra

Esant nevienalytei pusiausvyrai, kai nusėda kieta medžiaga, tirpumo produkto konstanta arba Kps vaidina pagrindinį vaidmenį. šiuo atveju tai yra pusiausvyros konstanta, kuri valdo procesą, nurodanti, kaip kieta medžiaga tirpsta naudojamame tirpiklyje, paprastai Vanduo.

Apie ką tai? Praktiškai netirpus arba mažai tirpus produktas susidaro iš joninio junginio, todėl šiais atvejais yra daugybė faktoriai Jie atlieka svarbų vaidmenį.

Visų pirma, kaip ir visos pusiausvyros atveju, temperatūra, nes temperatūros padidėjimas padidina Kinetinė energija kristalų, kurie susilpnina surišimo jėgas dėl sukeliamų vibracijų.

Kita vertus, sąveikaujančių junginių prigimtis, nes, kaip žinome, tuo didesnis Kuo panašus tirpiklio ir tirpinamo junginio poliškumas, tuo geresnis jo laipsnis tirpumas. Tai paaiškinama tuo, kad sąveikaujančių jėgų tarp tirpiklio ir tirpinamos kietosios medžiagos dydis turi būti panašus į tas, kurias iš pradžių turėjo kieta medžiaga.

Galiausiai sistemos entropija vaidina labai svarbų vaidmenį. Entropijos kitimas paaiškina sistemos tvarkos laipsnį ir, kaip žinoma, Visata visada linkusi į chaosą ar netvarką. Kai vyksta tirpimas, joninio junginio ryšiai nutrūksta, didinant sutrikimą, todėl procesas yra plačiai palankus.

Taigi, kai joninis junginys ištirpsta tiesiogine pusiausvyros reakcijos prasme ir nusėda, priešinga prasme, procesą valdantis santykis yra minėto tirpumo produkto konstanta.

Abiejų tipų pusiausvyros atveju galime pabrėžti bendras charakteristikas: pirma, temperatūra vaidina pagrindinį vaidmenį, nes ji kontroliuoja pusiausvyrą. Jei šis kintamasis kinta, pagal Le Chatelier principą sistema reaguos taip, kad neutralizuotų minėtą trikdymą. Taip pat pusiausvyros konstantos reikšmė yra unikali kiekvienai pusiausvyros reakcijai tam tikroje temperatūroje ir atitinka veiklų koeficientą, todėl nepriklauso nuo produktų koncentracijos ar slėgio ir reagentai. Norint pagilinti Keq kitimo nuo temperatūros tyrimą, būtina įsigilinti į Lygtis pateikė Van't Hoffas.

Antra, pusiausvyros būsena neturi keistis laikui bėgant, o kai kalbame apie pusiausvyros būseną, kalbame apie procesą, vykstantį uždaroje sistemoje.

Kita vertus, visais atvejais išraiška pusiausvyros konstantų, kad ir koks būtų atliktas procesas, išlaiko savo formą: produktų koncentracija padidintos iki atitinkamų stechiometrinių koeficientų, atsižvelgiant į reagento koncentraciją, padidintą iki jų koeficientų stechiometrinis. Reikėtų pažymėti, kad dauguma šių konstantų buvo pateiktos 25 °C temperatūroje.

Bibliografija

Pirmininko pastabos, Bendroji chemija I, UNMdP, Inžinerijos fakultetas, 2019 m.