Definicija homogenega in heterogenega ravnotežja

Homogeno ravnovesje

Na splošno so kislinsko-bazična ravnovesja homogena, saj se pojavljajo v vodnih raztopinah. Podobno bo stopnja ionizacije vsake kisline ali baze povzročila pH vrednosti rešitev in ta proces ureja konstanta kislosti ali bazičnosti, znana kot Ka in Kb.

Tukaj je primer Ravnovesje homogena kemikalija in njena ustrezna ravnotežna konstanta:

biti:

Ne smemo pozabiti, da se kemično ravnotežje pojavi, ko hitrost reakcije neposredni enaki hitrost posredna reakcija.

Heterogena ravnotežja

Na splošno jih pripisujemo raztopinam ali precipitacijam ionskih spojin, saj se njihova začetna ali končna faza odziva na trdno snov, ki je razredčena ali oborjena v vodni raztopini. Treba je opozoriti, da je v teh primerih konstanta, ki ureja proces, ravnotežna konstanta Keq, vendar trdne snovi ne pridejo v poštev v produktih te konstante.

Jasen primer heterogenega ravnovesja je razgradnja na visoki ravni temperaturo trdnega kalcijevega karbonata, ki tvori trdni kalcijev oksid in plinasti ogljikov dioksid:

biti:

Heterogeno ravnovesje trdno-tekoče

V heterogenih ravnotežjih, kjer se trdna snov obori, ima konstanta produkta topnosti ali Kps temeljno vlogo in je to je v tem primeru konstanta ravnotežja, ki ureja proces in kaže, kako topna je trdna snov v uporabljenem topilu, običajno Voda.

za kaj gre? Praktično do tvorbe netopnega ali rahlo topnega produkta iz ionske spojine, zato v teh primerih obstaja vrsta dejavniki Imajo pomembno vlogo.

Na prvem mestu, tako kot v vseh ravnotežjih, temperatura, saj zvišanje temperature vodi v povečanje Kinetična energija kristalov, ki oslabi vezne sile zaradi povzročenih vibracij.

Po drugi strani pa narava medsebojno delujočih spojin, saj je, kot vemo, večja podobnost v polarnosti topila in spojine, ki jo je treba raztopiti, boljša je stopnja topnost. To je razloženo, ker mora biti velikost interakcijskih sil med topilom in trdno snovjo, ki jo je treba raztopiti, podobna tistim, ki jih je imela trdna snov na začetku.

Končno, entropija sistema igra zelo pomembno vlogo. Entropijska variacija pojasnjuje stopnjo urejenosti sistema in, kot je znano, vesolje vedno teži k kaosu ali neredu. Ko pride do raztapljanja, se vezi ionske spojine porušijo, kar poveča motnjo, zato je proces široko naklonjen.

Torej, ko se ionska spojina raztopi v neposrednem smislu ravnotežne reakcije in obori, v nasprotnem smislu je relacija, ki ureja proces, konstanta omenjenega produkta topnosti.

Pri obeh vrstah ravnotežja lahko izpostavimo skupne značilnosti: prvič, temperatura ima temeljno vlogo, saj nadzoruje ravnotežje. Če se ta spremenljivka spreminja, bo po Le Chatelierjevem principu sistem reagiral tako, da bo preprečil omenjeno motnjo. Prav tako je vrednost ravnotežne konstante edinstvena za vsako ravnotežno reakcijo pri dani temperaturi in ustreza količniku aktivnosti, zato je neodvisen od koncentracije ali pritiska produktov in reagenti. Za poglobitev študije variacije Keq s temperaturo se je treba poglobiti v enačba avtorja Van’t Hoff.

Drugič, stanje ravnotežja se ne sme spreminjati skozi čas in ko govorimo o stanju ravnotežja, mislimo na proces, ki poteka v zaprtem sistemu.

Po drugi strani pa v vseh primerih izražanje ravnotežnih konstant, ne glede na izvedeni proces, ohrani svojo obliko: koncentracija produktov povišane na njihove ustrezne stehiometrične koeficiente glede na koncentracijo reagenta, povišane na njihove koeficiente stehiometrično. Treba je opozoriti, da je bila večina teh konstant v tabeli pri 25 °C.

Bibliografija

Opombe katedre, Splošna kemija I, UNMdP, Fakulteta za tehniko, 2019.

Teme iz Homogenega in heterogenega ravnotežja