Is chemisch evenwicht een dynamisch evenwicht: 7 feiten?

by

In dit artikel, "is chemisch evenwicht een dynamisch evenwicht", worden de eigenschappen en fundamentele verschillen van statisch en dynamisch evenwicht met enkele relevante onderwerpen hieronder besproken.

Chemisch evenwicht is een dynamisch evenwicht waarin de concentratie van de reactant en het product altijd plaatsvindt, maar de verhouding van de reactant en het product constant is. Elke chemische reactie bereikt een dynamische evenwichtstoestand wanneer de snelheid of snelheid van zowel de voorwaartse als de achterwaartse reactie gelijk wordt.

Laten we ons concentreren op de volgende discussies hieronder.

Is chemisch evenwicht dynamisch of statisch?

Chemisch evenwicht is een fysieke toestand waarin de snelheid van voorwaartse en achterwaartse reactie gelijk wordt. De rete van productvorming = de dissociatiesnelheid van het product. Er is dus geen waarneembare verandering in die reactie als deze een evenwichtstoestand bereikt.

In chemisch evenwicht wordt de reactie niet gestopt. De reactanten zijn betrokken bij productvorming en de producten zijn ook betrokken bij dissociatie in reactanten. Er is dus geen netto verandering waargenomen. Maar de snelheid van beide reacties wordt niet nul, ze zijn gelijk.

is chemisch evenwicht een dynamisch evenwicht?
De hoeveelheid reactant (in rood) neemt af en de hoeveelheid product neemt toe (in blauw).
Krediet van het beeld: Wikimedia Commons.

Nu kan evenwicht worden ingedeeld in twee categorieën. Zij zijn-

  1. Dynamisch evenwicht
  2. Statisch evenwicht

Dynamisch evenwicht wordt in principe gedefinieerd als een van de fysische toestanden van elke reactie waarin verandering van de snelheid van de voorwaartse en achterwaartse reactie of de verandering van de verhouding van de reactant en productconcentratie constant is met betrekking tot de tijd. Het is een bijzonder voorbeeld van een stabiele toestand van een reactie.

Statisch evenwicht is het evenwicht, waarbij de netto mechanische verandering op een chemische reactie nul is, geen verandering van parameters zoals concentratieverhoudingen, snelheid van de voorwaartse en achterwaartse reactie enz.

De kenmerken van chemisch equilibrium lijkt op de eigenschappen van dynamisch evenwicht. Het chemisch evenwicht is dus een dynamisch evenwicht in plaats van een statisch evenwicht.

Waarom is chemisch evenwicht een dynamisch evenwicht?

Bij evenwicht is de concentratie van elk van de componenten (product en reactant) constant. Maar de reactie wordt niet gestopt. Zowel de voorwaartse als de achterwaartse reactie gaat tegelijkertijd.

De reden hierachter is dat de snelheid van voorwaartse reactie (verandering van concentratie ten opzichte van de tijd) precies gelijk is aan de snelheid van achterwaartse reactie. De vorming van product en omzetting van reactant van product gebeurt in gelijke mate. Er is dus geen verandering in de concentratie van het product of de reactant.

Een dergelijke toestand staat in de chemie bekend als dynamisch evenwicht.

Wanneer is chemisch evenwicht een dynamisch evenwicht?

Chemisch evenwicht treedt op wanneer de concentratie van zowel de product- als de reactantzijde gelijk wordt. Reactant wordt omgezet in product na bepaalde chemische veranderingen. Aan het begin van een chemische reactie is de snelheid van voorwaartse reactie (omzetting van product uit reactant) veel groter dan de achterwaartse reactie (omzetting van reactant uit product). Omdat de snelheid afhangt van de concentratie van de reactantconcentratie. In de vorige fase is de concentratie van reactant veel groter dan de productconcentratie.

Maar naarmate de reactie vordert, neemt de productconcentratie geleidelijk toe en de omgekeerde reactie die de vorming van reactant uit product is, wordt ook gestart. Na een bepaalde tijd zal zowel de reactiesnelheid hetzelfde zijn als het chemische evenwicht bereikt is.

Na het bereiken van het evenwicht. De reactie wordt niet gestopt. Zowel de reactie verloopt naar zowel de voorwaartse als de achterwaartse richting, maar er wordt geen verandering waargenomen omdat beide snelheden hetzelfde zijn.

Waarom is chemisch evenwicht geen statisch evenwicht?

In principe is chemisch evenwicht zo'n rusttoestand van elke chemische reactie waarin de verandering van de concentratie van zowel de reactant als het product wordt gestopt. Statisch evenwicht wordt ook wel mechanisch evenwicht genoemd omdat de netto mechanische kracht op dit evenwicht nul is. Omdat er geen mechanische kracht is, wordt de reactie gestopt.

Maar in chemisch evenwicht wordt de chemische reactie niet gestopt. De reactie bevindt zich in een stabiele toestand, wat betekent dat zowel de reactiesnelheid exact hetzelfde zal worden. Dus wanneer een chemische reactie het evenwichtsstadium bereikt, verloopt zowel de voorwaartse als de achterwaartse reactie, maar in dezelfde snelheid.

Het chemisch evenwicht kan dus geen statisch evenwicht zijn.

Verschil tussen chemisch evenwicht en dynamisch evenwicht

Het belangrijkste verschil tussen chemisch evenwicht en dynamisch evenwicht is dat chemisch evenwicht een toestand definieert waarin de concentraties van reactant en product geen veranderingen ondergaan, maar het dynamische evenwicht beschrijft die toestand waarin de verhouding van reactanten en producten niet verandert.

Het betekent dat de concentratie van zowel de reactant als het product kan worden gewijzigd, maar de verhouding tussen reactant en product moet hetzelfde zijn in de dynamische evenwichtstoestand. Maar wanneer een reactie de chemische evenwichtsfase bereikt, moet de concentratie van de reactant en het product hetzelfde zijn gedurende de evenwichtstoestand.

Voorbeelden van chemisch evenwicht als dynamisch evenwicht

  1. Conversie van NO2 naar N2O4

In deze conversie, bruin gekleurd NO2 wordt omgezet in kleurloos N2O4 gas.

  2 NEE2 ⇌ N2O4

Dit is een omkeerbare reactie. Met voorwaartse reactie van dimerisatie van NO2, N2O4 dissocieert ook en vormt NO2. Zo wordt de evenwichtspositie en -toestand niet verstoord. In het begin is de vorming van dimeer groter dan de dissociatie vanwege de grotere concentratie van NO2.

NO2 naar N2O4 jpeg
Chemical evenwicht als dynamisch evenwicht.
Krediet van het beeld: Wikimedia Commons.
  • 2. Reactie tussen NO2 en co

Een ander voorbeeld van zowel dynamisch als chemisch evenwicht is de reactie tussen stikstofdioxide en koolmonoxide.

NEE2 (g) + CO (g) ⇌ NEE (g) + CO2 (G)

Dit is een omkeerbare reactie stikstofoxide (NO) en kooldioxide reageert ook en vormt stikstofdioxide (NO2) en koolmonoxide (CO).

Conclusie

Uit het bovenstaande artikel wordt geconcludeerd dat het chemische evenwicht een dynamisch evenwicht is, aangezien zowel de snelheid van voorwaartse als achterwaartse reactie nul wordt wanneer de reactie het evenwicht bereikt, maar de reactie niet stopt bij evenwicht.