Definitie van homogeen en heterogeen evenwicht

Candela Rocio Barbisan | dec. 2021
Chemisch ingenieur

Homogene evenwichten

Over het algemeen zijn zuur-base evenwichten homogeen, aangezien ze voorkomen in waterige oplossingen. Evenzo zal de mate van ionisatie van elk zuur of elke base aanleiding geven tot de pH van de oplossing en dit proces wordt bepaald door de zuurgraad- of basiciteitsconstante, respectievelijk bekend als Ka en Kb.

Hier is een voorbeeld van Evenwicht homogene chemische stof en de respectieve evenwichtsconstante:

Wezen:

Er moet aan worden herinnerd dat chemisch evenwicht optreedt wanneer de reactiesnelheid directe gelijken snelheid indirecte reactie.

Heterogene evenwichten

Over het algemeen schrijven we ze toe aan oplossingen of precipitaties van ionische verbindingen, omdat hun begin- of eindfase reageert op een vaste stof die wordt verdund of neergeslagen in een waterige oplossing. Opgemerkt moet worden dat in deze gevallen de constante die het proces regeert de evenwichtsconstante Keq is, maar de vaste stoffen spelen geen rol in de producten van deze constante.

Een duidelijk voorbeeld van een heterogeen evenwicht is de ontleding bij hoge temperatuur- van vast calciumcarbonaat dat vast calciumoxide en gasvormig koolstofdioxide vormt:

Wezen:

Heterogene vaste stof-vloeistof evenwichten

In heterogene evenwichten waar een vaste stof neerslaat, speelt de oplosbaarheidsproductconstante of Kps een fundamentele rol, en is het, in dit geval, de evenwichtsconstante die het proces regelt, wat aangeeft hoe oplosbaar de vaste stof is in het gebruikte oplosmiddel, gewoonlijk Water.

Waar gaat dit over? Praktisch gezien is er voor de vorming van een onoplosbaar of slecht oplosbaar product uit een ionische verbinding in deze gevallen een reeks van factoren Ze spelen een belangrijke rol.

In de eerste plaats, zoals bij alle evenwichten, de temperatuur, aangezien de stijging van de temperatuur leidt tot een stijging van de Kinetische energie van de kristallen die de bindingskrachten verzwakken als gevolg van de veroorzaakte trillingen.

Aan de andere kant, de aard van de interagerende verbindingen, aangezien, zoals we weten, hoe groter de de overeenkomst in polariteit van het oplosmiddel en de op te lossen verbinding, hoe beter de mate van oplosbaarheid. Dit wordt verklaard omdat de grootte van de op elkaar inwerkende krachten tussen het oplosmiddel en de op te lossen vaste stof gelijk moet zijn aan die welke de vaste stof aanvankelijk bezat.

Ten slotte speelt de entropie van het systeem een ​​zeer belangrijke rol. De entropievariatie verklaart de mate van ordening van een systeem en, zoals bekend, neigt het universum altijd naar chaos of wanorde. Wanneer het oplossen plaatsvindt, worden de bindingen van de ionische verbinding verbroken, waardoor de wanorde toeneemt, daarom wordt het proces algemeen begunstigd.

Dus wanneer een ionische verbinding oplost in de directe zin van de evenwichtsreactie en neerslaat, in de tegenovergestelde zin is de relatie die het proces beheerst de constante van het genoemde oplosbaarheidsproduct.

In beide soorten evenwichten kunnen we gemeenschappelijke kenmerken benadrukken: ten eerste speelt temperatuur een fundamentele rol, aangezien deze het evenwicht regelt. Als deze variabele varieert, zal het systeem volgens het principe van Le Chatelier zo reageren dat de storing wordt tegengegaan. Evenzo is de waarde van de evenwichtsconstante uniek voor elke evenwichtsreactie bij een gegeven temperatuur en komt overeen met een quotiënt van activiteiten, dus het is onafhankelijk van de concentratie of druk van producten en reagentia. Om de studie van de variatie van Keq met temperatuur te verdiepen, is het noodzakelijk om in te gaan op de Vergelijking van Van't Hoff.

Ten tweede mag de evenwichtstoestand niet variëren in de tijd en als we spreken van een evenwichtstoestand, verwijzen we naar een proces dat plaatsvindt in een gesloten systeem.

Aan de andere kant, in alle gevallen, uitdrukking van de evenwichtsconstanten, ongeacht het uitgevoerde proces, behoudt zijn vorm zijnde: concentratie van producten verhoogd tot hun respectieve stoichiometrische coëfficiënten met betrekking tot de reagensconcentratie verhoogd tot hun coëfficiënten stoichiometrisch. Opgemerkt moet worden dat de meeste van deze constanten zijn getabelleerd bij 25°C.

Bibliografie

Leerstoelnota's, General Chemistry I, UNMdP, Faculteit Ingenieurswetenschappen, 2019.