In questo articolo analizzeremo l'equilibrio dinamico ei suoi aspetti correlati.
L'equilibrio dinamico si riferisce a quello stato del sistema in cui la velocità delle reazioni sia in avanti che all'indietro diventano uguali e quindi le concentrazioni diventano costanti. Tuttavia, l'intero sistema continua a muoversi a livello microscopico. Pertanto, è noto come equilibrio dinamico.
Che cos'è la concentrazione in equilibrio dinamico?
Il termine concentrazione si riferisce semplicemente a quante moli di reagenti vengono consumate nella miscela di reazione. Allo stesso modo, quanta quantità di prodotti si sta formando come risultato della reazione.
Generalmente, si stabilisce un equilibrio dinamico quando la velocità delle reazioni sul lato sinistro diventa uguale al lato destro della reazione. Capiamo il significato di concentrazione facendo un esempio:
NaCl(i) ⇌ Na+(aq) + Cl-(Aq)
[a] [b] [c]
Qui, nella presente reazione, sta avvenendo la dissoluzione del sale di NaCl e i termini [a], [b] e [c], rappresentano la quantità delle particolari specie chimiche che partecipano alla data reazione in cui il sospiro ⇌ si riferisce alla formazione di equilibrio dinamico.
La concentrazione è uguale in equilibrio dinamico
Nel caso dell'equilibrio dinamico, le concentrazioni di reagenti o prodotti possono essere o meno uguali tra loro. In generale, una dinamica l'equilibrio si riferisce a un sistema in uno stato stazionario, cioè tutte le variabili che partecipano alle reazioni sono le stesse e rimangono invariate nel tempo, cioè la velocità di entrambe le reazioni è la stessa.
Tuttavia, è comune fraintendere le concentrazioni nell'equilibrio dinamico come una domanda: è equilibrio dinamico una concentrazione sorge sempre.
se si osserva una reazione in uno stato di equilibrio dinamico, sembra che la concentrazione di reagenti e prodotti sia costante. Ma in realtà continuano le reazioni che non sono in grado di osservare ad occhi nudi dell'osservatore.
Questo perché durante l'equilibrio dinamico le concentrazioni molari dei reagenti diventano uguali alla concentrazione del prodotto. Quindi, nel complesso, la concentrazione dell'intera reazione diventa costante.
Come si trova la concentrazione di una soluzione in equilibrio dinamico?
Se in una particolare reazione viene fornito il valore della costante di equilibrio, le concentrazioni di equilibrio possono essere facilmente determinate e viceversa.
Scopriamo le concentrazioni di equilibrio seguendo i passaggi precedenti:
1. Annotare l'equazione bilanciata della reazione data e annotare se nell'equazione prevista le concentrazioni sono date in pressione parziale o in moli.
2. Scrivi un'equazione per l'espressione della costante di equilibrio, cioè Kc= [R]/[P]
Ecco, Kc = costante di equilibrio, [R] = concentrazione di specie reagenti e [P]= concentrazione di specie prodotto.
Ora risolviamo un esempio utilizzando i passaggi sopra menzionati:
Esempio:
La costante di equilibrio per la reazione N2(g) + 3H2(g) ⇋ 2NH3(g) è 6.0 * 10-2 e la concentrazione per l'idrogeno gassoso e l'ammoniaca sono rispettivamente 0.25 mol/L e 0.06 mol/L. Calcolare la concentrazione di N2 all'equilibrio.
Soluzione:
L'espressione per la costante di equilibrio è
KC = [NH3]2
[N2] [H2]3
Eguagliando i valori sopra nella formula data della costante di equilibrio, otteniamo
0.06 = [0.06]2
[N2] [0.25]3
[N2] = [0.06]2
, ,3
[N2] = 3.84 mol/L
La concentrazione influisce sull'equilibrio dinamico?
Sì, la concentrazione è un fattore importante per l'equilibrio dinamico (Wikipedia). Questo perché quando le concentrazioni sia dei reagenti che dei prodotti diventano costanti solo allora si stabilisce l'equilibrio.
In che modo la concentrazione influisce sull'equilibrio dinamico?
L'equilibrio dinamico si sposta verso destra all'aumentare della concentrazione dei reagenti. Allo stesso modo, l'aumento della concentrazione del prodotto ha spostato l'equilibrio verso il lato sinistro.
Capiamo l'effetto della concentrazione sul equilibrio dinamico con un'illustrazione.
Fe3+ (acq) + SCN- (Aq) ⇌ [FeSCN]2+
(Giallo pallido) (incolore) (Marrone rossastro)
Ora, scrivi la costante di equilibrio per la reazione di cui sopra:
KC = [FeSCN]2+
[Fe3+] [SCN-]
Aggiungiamo il tiocianato di potassio (KSCN) al lato reagente poiché KSCN è una fonte di tiocianato e il colore della soluzione si scurisce immediatamente a causa della formazione di più [FeSCN]2+.
Allo stesso modo, se aggiungiamo una qualsiasi fonte di Fe3+, otteniamo di nuovo risultati simili nella miscela di reazione poiché l'equilibrio sarà spostato verso l'avanti (lato destro) a causa della formazione di più [FSCN]2 +.
Se invece aggiungiamo del ferrocianuro di potassio, si osserva che il colore della soluzione diventa meno scuro, il che indica che [FSCN]2+ sono cambiati in [Fe3+] [SCN-] cioè l'equilibrio si è spostato all'indietro.
Perché l'equilibrio dinamico e le concentrazioni non sono uguali?
L'equilibrio dinamico e le concentrazioni sono due diversi fattori opposti sebbene siano interconnessi ma comunque due termini diversi. Nella reazione, l'equilibrio dinamico si forma solo quando la velocità di entrambi i lati della reazione diventa uguale.
Consideriamo un'equazione ipotetica per avere un quadro chiaro.
[R] ⇌ [P]
La reazione di cui sopra indica che l'equilibrio è stabilito mentre i termini [R] e [P] rappresentano rispettivamente le concentrazioni di prodotti e reagenti.
Che cos'è una concentrazione di non equilibrio?
In uno stato di non equilibrio, non c'è equilibrio formato tra la reazione in avanti e la reazione all'indietro.
Quindi, le concentrazioni sia dei reagenti che dei prodotti non diventano costanti. Pertanto, le concentrazioni sono chiamate concentrazioni di non equilibrio.
Domande frequenti:
Come distinguere tra equilibrio dinamico e statico?
| Equilibrio statico | Equilibrio dinamico |
| Irreversibile in natura | Reversibile in natura |
| Le reazioni sono interrotte | Le reazioni continuano ma non possono essere osservate dall'osservatore ad occhio nudo. |
| La velocità delle reazioni coinvolte nell'equilibrio statico è considerata zero. | Velocità della reazione in avanti= velocità della reazione all'indietro. |
| Può verificarsi in entrambi i sistemi sia chiusi che aperti | Si è verificato solo nel sistema chiuso |
Quali sono i fattori che influenzano l'equilibrio dinamico?
- Quantità di reagenti e prodotti
- Pressione
- Temperatura
- Cambio di volume
La temperatura cambia la direzione dell'equilibrio dinamico?
Secondo il principio di Le-Chatelier (Wikipedia), se una reazione è di natura endotermica, se aumentiamo la temperatura del sistema aumenta, l'equilibrio sarà spostato verso la direzione in avanti a condizione che il.
D'altra parte, se la reazione prevista è di natura esotermica, allora la direzione dell'equilibrio sarà in reazione all'indietro.
Cosa intendi per equilibrio omogeneo?
Poiché il termine homo si riferisce allo stesso. Quindi l'equilibrio omogeneo si forma quando lo stato dei reagenti e dei prodotti è lo stesso nella reazione data.
Ad esempio, nelle reazioni di cui sopra, tutte le sostanze chimiche sono nella stessa fase. Da qui un equilibrio omogeneo.
NO2(g) + CO(g) ⇌ NO(g) + CO2(G)
Cosa intendi per equilibrio eterogeneo?
Poiché etero si riferisce a uno stato diverso. Quindi l'equilibrio eterogeneo si forma quando lo stato dei reagenti e dei prodotti è diverso nella reazione data.
Ad esempio, nelle reazioni di cui sopra, tutte le sostanze chimiche si trovano in una fase diversa. Da qui un equilibrio eterogeneo.
4 Fe(i) + 6 H2O(l) + 3O2 (G) → 4Fe(OH)3 (S).
Cosa intendi per costante di equilibrio e come è correlato ai termini Kc?
Costante di equilibrio rappresentata da K e rappresentata come ; K = Concentrazione di prodotti/concentrazione di reagenti. Tuttavia, il termine K è sostituito da KC a seconda delle concentrazioni dei prodotti e dei reagenti nella data reazione.
Ad esempio, se i reagenti e i prodotti sono dati in termini di concentrazioni molari, K viene sostituito da KC.
4NH3 (g) + 5O2 (G) ⇌ 4NO (g) + 6H2O(g)
Kc= [NO]4 [H2O]6
[NH3]4 [O2]5
Conclusione
Per concludere, impariamo il significato dell'equilibrio dinamico, come è correlato alle concentrazioni e ai fattori che lo influenzano.
Ciao...Io sono Pomila Sharma. Ho conseguito la laurea magistrale in Chimica con specializzazione in chimica organica di sintesi. Ho pubblicato 4 articoli di ricerca. Sono molto appassionato del mondo della chimica. Credo che sia tutta una questione di chimica, quindi esploriamola insieme.
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