Definicja równowagi jednorodnej i heterogenicznej

Candela Rocío Barbisan | grudzień 2021
Inżynier chemiczny

Równowaga jednorodna

Ogólnie równowagi kwasowo-zasadowe są jednorodne, ponieważ występują w roztworach wodnych. Podobnie, stopień jonizacji każdego kwasu lub zasady spowoduje wzrost pH rozwiązanie a proces ten jest regulowany przez stałą kwasowości lub zasadowości, znaną odpowiednio jako Ka i Kb.

Oto przykład Balansować jednorodna substancja chemiczna i jej odpowiednia stała równowagi:

Istnienie:

Należy pamiętać, że równowaga chemiczna zachodzi, gdy szybkość reakcji bezpośrednie równa się prędkość reakcja pośrednia.

Równowagi heterogeniczne

Ogólnie przypisujemy je roztworom lub wytrącaniu związków jonowych, ponieważ ich początkowa lub końcowa faza reaguje na ciało stałe, które jest rozcieńczane lub wytrącane w roztworze wodnym. Należy zauważyć, że w tych przypadkach stałą rządzącą procesem jest stała równowagi Keq, jednak ciała stałe nie wchodzą w grę w produktach tej stałej.

Wyraźnym przykładem równowagi heterogenicznej jest rozkład przy wysokich temperatura stałego węglanu wapnia tworzącego stały tlenek wapnia i gazowy dwutlenek węgla:

Istnienie:

Heterogeniczne równowagi ciało stałe-ciecz

W równowagach heterogenicznych, w których wytrąca się ciało stałe, stała iloczynu rozpuszczalności lub Kps odgrywa fundamentalną rolę i jest jest to, w tym przypadku, stała równowagi, która rządzi procesem, wskazująca, jak rozpuszczalna jest substancja stała w stosowanym rozpuszczalniku, zwykle Woda.

O czym to jest? Praktycznie do tworzenia nierozpuszczalnego lub słabo rozpuszczalnego produktu ze związku jonowego, dlatego w tych przypadkach istnieje szereg czynniki Odgrywają ważną rolę.

Po pierwsze, jak w każdej równowadze, temperatura, ponieważ wzrost temperatury prowadzi do wzrostu Energia kinetyczna kryształów, który osłabia siły wiązania z powodu wywołanych wibracji.

Z drugiej strony charakter oddziałujących związków, ponieważ, jak wiemy, większa podobieństwo polarności rozpuszczalnika i związku do rozpuszczenia, tym lepszy stopień rozpuszczalność. Wyjaśnia się to, ponieważ wielkość oddziałujących sił między rozpuszczalnikiem a substancją stałą, która ma być rozpuszczona, musi być podobna do tych, które początkowo posiadała substancja stała.

Wreszcie bardzo ważną rolę odgrywa entropia układu. Zmienność entropii wyjaśnia stopień uporządkowania systemu i, jak wiadomo, Wszechświat zawsze dąży do chaosu lub nieporządku. Kiedy zachodzi rozpuszczanie, wiązania związku jonowego zostają zerwane, zwiększając nieporządek, dlatego proces ten jest powszechnie faworyzowany.

Więc kiedy związek jonowy rozpuszcza się w bezpośrednim sensie reakcji równowagi i wytrąca, w przeciwnym sensie relacją rządzącą procesem jest stała wymienionego iloczynu rozpuszczalności.

W obu typach równowagi możemy wyróżnić wspólne cechy: po pierwsze, temperatura odgrywa fundamentalną rolę, ponieważ kontroluje równowagę. Jeśli ta zmienna jest zmienna, zgodnie z zasadą Le Chateliera system zareaguje w taki sposób, aby przeciwdziałać wspomnianym zakłóceniom. Podobnie, wartość stałej równowagi jest unikalna dla każdej reakcji równowagi w danej temperaturze i odpowiada ilorazowi działań, więc jest niezależny od koncentracji lub ciśnienia produktów i odczynniki. Aby pogłębić badanie zmienności Keq wraz z temperaturą, konieczne jest zagłębienie się w Równanie autorstwa Van’t Hoffa.

Po drugie, stan równowagi nie może zmieniać się w czasie, a kiedy mówimy o stanie równowagi, odnosimy się do procesu, który zachodzi w układzie zamkniętym.

Z drugiej strony we wszystkich przypadkach wyrażenie stałych równowagi, niezależnie od prowadzonego procesu, zachowuje swój kształt będący: stężeniem produktów podniesione do ich odpowiednich współczynników stechiometrycznych w odniesieniu do stężenia reagentów podniesione do ich współczynników stechiometryczny. Należy zauważyć, że większość z tych stałych została zestawiona w tabeli przy 25ºC.

Bibliografia

Notatki z katedry, Chemia ogólna I, UNMdP, Wydział Inżynierii, 2019.