מהו שיווי משקל כימי?

בגוף האדם, שיווי המשקל שלך הוא תחושת המיקום והתנועה של הגוף, כולל תחושת האיזון שלך. המונח הכימי לשיווי משקל דומה באופיו. שיווי משקל כימי, המכונה גם תגובת מצב יציב, הוא כאשר אין שינוי נוסף בתגובה כימית של ריכוז המגיבים או התוצרים. זה לא אומר שהתגובה הפסיקה להתרחש, אלא שהיווצרות וצריכת החומרים במצב מאוזן ללא שינוי נוסף.

חוק שיווי המשקל הכימי קובע כי בטמפרטורה ולחץ קבועים קצב התגובה הכימית פרופורציונלית ישירות לריכוז מולקולות המגיבים בהשוואה לריכוז התוצרים כאשר שניהם מוגברים לכוח שווה כפי שהוא מיוצג על ידי הכימיקל המאוזן משוואות.

כדי להבין טוב יותר את חוק שיווי המשקל הכימי, שקול תגובה הפיכה. המגיבים של A ו- B יוצרים את התוצרים C ו- D.

A + B = C + D

לאחר שחולף הזמן, ריכוז התוצרים של C ו- D גדל וריכוז המגיבים של A ו- B יורד. לכן זה מצביע על עלייה בתגובה לאחור וירידה של התגובה קדימה בו זמנית. בסופו של דבר, שני שיעורי התגובה של קדימה ואחורה נעשים שווים זה לזה, וריכוזי המוצרים והמגיב נשארים זהים. זהו מדגם של שיווי משקל כימי כאשר מצב עמידה גלוי מושג על ידי תגובה כימית.

התגובות הכימיות לא פוסקות, אך הן מתנהלות באותו קצב. מספר השומות של התוצרים בתגובות קדימה שווה למספר השומות של חומר שנעלם בשנייה בתגובה לאחור.

תגובות כימיות הממשיכות להמשיך עם מספר המוצרים והמגיבים שנותרו זהים הוא שיווי משקל דינמי.

שני סוגים של שיווי משקל כימי קיימים: הומוגני והטרוגני. בשיווי משקל הומוגני זו תגובה כאשר המגיבים והמוצרים נמצאים באותו שלב. שיווי משקל הטרוגני הוא כאשר המגיבים והמוצרים נמצאים כל אחד בשלב זה מזה.

יש לעמוד בארבעה פריטים כדי לסווג כל תגובה כשיווי משקל כימי:

המאפיינים שניתן למדוד, כגון ריכוז, צפיפות, צבע או לחץ נשארים קבועים בטמפרטורה נתונה.

ניתן להשיג שיווי משקל כימי משני צדי המשוואה בתגובות קדימה או אחורה.

כאשר קיים זרז, ניתן להגיע לשיווי משקל כימי בפרק זמן קצר יותר. זרז אינו משנה את שיווי המשקל מכיוון שהוא משפיע באותה מידה על התגובות קדימה ואחורה.

שיווי משקל כימי הוא תמיד דינמי.

מספר גורמים יכולים לשנות את שיווי המשקל ולשנות את התוצאה של המוצרים או המגיבים, כולל שינויים בלחץ, בריכוז, בטמפרטורה, הוספת זרז או הוספת גז אינרטי. כל אחד מהפריטים הללו עשוי להשליך את התוצאות משיווי משקל.

אם תוסיף עוד מגיב או מוצר או תשנה את הריכוז של אחד, זה ישפיע על שיווי המשקל. תוספת מגיב מייצרת יותר צורה של מוצר, והוספת מוצר נוסף גורמת ליותר מגיבים.

כאשר הטמפרטורה משתנה, יש לה השפעה משתנה על שיווי המשקל. עלייה בטמפרטורה מעבירה שיווי משקל לכיוון התגובה האנדותרמית, וירידה מעבירה אותה לכיוון התגובה האקסותרמית.

שינויי לחץ משפיעים על שיווי המשקל מכיוון שירידה בנפח הגז מגדילה למעשה את הלחץ, מה שמגדיל בתורו את ריכוז המוצרים והמגיבים. התגובה נטו של תהליך זה גורמת לריכוז מולקולות הגז לרדת.