Kľúčový rozdiel – fyzikálna a chemická rovnováha
Rovnovážny stav popisuje koncentrácie reaktantov a produktov v reakčnej zmesi v uzavretom systéme. Rovnováha môže nastať iba v uzavretom systéme. V rovnováhe zostávajú koncentrácie reaktantov a produktov na konštantných hodnotách. Ak sa zmení množstvo reaktantov alebo produktov, spontánne sa zmení aj koncentrácia iných zložiek, aby sa udržala rovnováha. Na základe charakteristík rovnováhy existujú dva typy; fyzikálna rovnováha a chemická rovnováha. Kľúčový rozdiel medzi fyzikálnou a chemickou rovnováhou je v tom, že fyzikálna rovnováha je rovnováha, v ktorej sa fyzikálny stav systému nemení, zatiaľ čo chemická rovnováha je rovnovážny stav, v ktorom sa koncentrácie reaktantov a produktov časom nemenia.
Čo je fyzikálna rovnováha?
Fyzická rovnováha je rovnovážny stav, v ktorom sa fyzikálny stav systému nemení. Zmena fázy hmoty z jednej fázy do druhej je fyzikálny proces. Preto je rovnovážny stav, v ktorom sa fyzikálny stav nemení s časom, známy ako fyzikálna rovnováha. Existujú tri hlavné typy fyzickej rovnováhy;
Rovnováha tuhá látka-kvapalina
Napríklad rovnováha medzi ľadom a vodou je fyzikálna rovnováha, pretože neprebiehajú žiadne chemické reakcie. Akákoľvek čistá látka môže koexistovať v tuhej aj kvapalnej fáze pri teplote topenia tejto látky. Teplota topenia je teplota, pri ktorej sa tuhá látka začne topiť (prevedená na svoju kvapalnú formu).
Rovnováha kvapalina-para
Rovnováha medzi vodou a parou je fyzikálna rovnováha, v ktorej neprebiehajú žiadne chemické reakcie. Tento typ rovnováhy sa však vyskytuje iba vo vnútri uzavretých systémov, pokiaľ para z rovnováhy neunikne.
Rovnováha medzi tuhou látkou a parou
Tento typ fyzickej rovnováhy možno pozorovať v látkach, ktoré podliehajú sublimácii. Tam nastáva rovnováha pri teplote sublimácie (sublimácia je premena tuhej látky priamo na plynnú fázu bez prechodu kvapalnej fázy). Napríklad konverzia pevného chloridu amónneho (NH4Cl) na plynný chlorid amónny.
Čo je chemická rovnováha?
Chemická rovnováha je rovnovážny stav, v ktorom sa koncentrácie reaktantov a produktov s časom nemenia. Tento typ rovnováhy možno pozorovať pri reverzibilných chemických reakciách. Chemická rovnováha vzniká vtedy, keď dopredné a spätné reakcie reverzibilnej chemickej reakcie prebiehajú rovnakou rýchlosťou. Neexistujú žiadne čisté zmeny v koncentráciách každého reaktantu a produktu, ktoré sa podieľajú na rovnovážnych reakciách.
Obrázok 1: Graf reakcie medzi A a B; koncentrácie reaktantov sa stanú konštantnými, keď reakčná zmes dosiahne rovnováhu
Napríklad reakcia medzi plynným vodíkom a parami jódu v uzavretom systéme dáva na začiatku tmavofialovú farbu, ktorá potom časom vybledne. Hlbokú fialovú farbu dodávajú výpary jódu. Farba vybledne v dôsledku reakcie medzi parami jódu a plynným vodíkom. Po určitom čase zostáva farba konštantná. Je to bod, v ktorom reakcia dosiahla rovnovážny stav. Toto je chemická rovnováha.
H2(g) + I2(g) ↔ HI(g)
Aké sú podobnosti medzi fyzikálnou a chemickou rovnováhou?
- Fyzikálna aj chemická rovnováha sú formy rovnovážnych stavov.
- Fyzikálne aj chemické formy rovnováhy majú parametre, ktoré sú konštantné v čase.
Aký je rozdiel medzi fyzikálnou a chemickou rovnováhou?
Fyzická vs chemická rovnováha |
|
| Fyzická rovnováha je rovnovážny stav, v ktorom sa fyzikálny stav systému nemení. | Chemická rovnováha je rovnovážny stav, v ktorom sa koncentrácie reaktantov a produktov s časom nemenia. |
| Príroda | |
| Fyzikálne rovnováhy nevykazujú žiadnu zmenu fyzikálnych stavov hmoty, ktorá sa podieľa na rovnováhe. | Chemické rovnováhy nevykazujú žiadne zmeny v koncentráciách reaktantov a produktov, ktoré sa podieľajú na rovnováhe. |
| Teória | |
| Fyzická rovnováha zahŕňa koexistenciu dvoch fyzikálnych stavov v tom istom uzavretom systéme. | Chemické rovnováhy zahŕňajú rovnaké rýchlosti dopredných a spätných reakcií. |
Súhrn – Fyzikálna verzus chemická rovnováha
Rovnovážny stav systému je stav, keď má systém vo vnútri konštantné parametre. Na základe charakteristík rovnovážneho stavu systému existujú dve formy rovnováhy; fyzikálna rovnováha a chemická rovnováha. Rozdiel medzi fyzikálnou a chemickou rovnováhou je v tom, že fyzikálna rovnováha je rovnováha, v ktorej sa fyzikálny stav systému nemení, zatiaľ čo chemická rovnováha je rovnovážny stav, v ktorom sa koncentrácie reaktantov a produktov časom nemenia.
