Definiția echilibrului omogen și eterogen

Echilibre omogene

În general, echilibrele acido-bazice sunt omogene, deoarece apar în soluții apoase. La fel, gradul de ionizare al fiecărui acid sau bază va da naștere la pH-ul soluţie iar acest proces este guvernat de constanta de aciditate sau bazicitate, cunoscută ca Ka și, respectiv, Kb.

Iată un exemplu de Echilibru substanță chimică omogenă și constanta sa de echilibru respectivă:

Fiind:

Trebuie amintit că echilibrul chimic are loc atunci când viteza de reactie egali direcţi viteză reacție indirectă.

Echilibre eterogene

În general, le atribuim soluțiilor sau precipitațiilor de compuși ionici, deoarece faza lor inițială sau finală răspunde la un solid care este diluat sau precipitat în soluție apoasă. De remarcat că, în aceste cazuri, constanta care guvernează procesul este constanta de echilibru Keq, totuși, solidele nu intră în joc în produsele acestei constante.

Un exemplu clar de echilibru eterogen este descompunerea la mare temperatura de carbonat de calciu solid formând oxid de calciu solid și dioxid de carbon gazos:

Fiind:

Echilibre solid-lichid eterogene

În echilibrele eterogene în care un solid precipită, constanta produsului de solubilitate sau Kps joacă un rol fundamental și este este, în acest caz, constanta de echilibru care guvernează procesul, indicând cât de solubil este solidul în solventul utilizat, de obicei Apă.

Despre ce este vorba? Practic, la formarea unui produs insolubil sau ușor solubil dintr-un compus ionic, prin urmare, în aceste cazuri există o serie de factori Ei joacă un rol important.

În primul rând, ca în orice echilibru, temperatura, deoarece creșterea temperaturii duce la o creștere a Energie kinetică a cristalelor care slăbeşte forţele de legătură din cauza vibraţiilor provocate.

Pe de altă parte, natura compușilor care interacționează, deoarece, după cum știm, este mai mare asemănarea de polaritate a solventului și a compusului de dizolvat, cu atât este mai bun gradul de solubilitate. Acest lucru se explică deoarece amploarea forțelor de interacțiune dintre solvent și solidul de dizolvat trebuie să fie similară cu cele pe care le-a posedat inițial solidul.

În cele din urmă, entropia sistemului joacă un rol foarte important. Variația entropiei explică gradul de ordine al unui sistem și, după cum se știe, Universul tinde întotdeauna spre haos sau dezordine. Când are loc dizolvarea, legăturile compusului ionic sunt rupte crescând tulburarea, prin urmare, procesul este larg favorizat.

Deci, atunci când un compus ionic se dizolvă în sensul direct al reacției de echilibru și, precipită, în sens opus, relaţia care guvernează procesul este constanta produsului de solubilitate menţionat.

În ambele tipuri de echilibre putem evidenția caracteristici comune: în primul rând, temperatura joacă un rol fundamental, deoarece controlează echilibrul. Dacă această variabilă variază, după principiul lui Le Chatelier sistemul va reacționa în așa fel încât să contracareze perturbația menționată. La fel, valoarea constantei de echilibru este unică pentru fiecare reacție de echilibru la o temperatură dată și corespunde unui coeficient de activități, deci este independent de concentrația sau presiunea produselor și reactivi. Pentru a aprofunda studiul variației Keq cu temperatura, este necesar să se aprofundeze în Ecuaţie de Van’t Hoff.

În al doilea rând, starea de echilibru nu trebuie să varieze în timp și atunci când vorbim de o stare de echilibru ne referim la un proces care are loc într-un sistem închis.

Pe de altă parte, în toate cazurile, expresie a constantelor de echilibru, oricare ar fi procesul efectuat, isi pastreaza forma fiind: concentrare de produse crescute la coeficienții stoechiometrici respectivi în raport cu concentrația de reactiv crescută la coeficienții lor stoichiometrice. Trebuie remarcat faptul că majoritatea acestor constante au fost tabulate la 25ºC.

Bibliografie

Note catedră, Chimie generală I, UNMdP, Facultatea de Inginerie, 2019.

Subiecte în echilibru omogen și eterogen