Mikä on dynaaminen tasapaino? Määritelmä ja esimerkit

feature_dynamicequilibrium

Dynaaminen tasapaino on tärkeä käsite kemiassa. Mutta mikä on dynaaminen tasapaino tarkalleen? Miten jokin voi olla dynaamista mutta myös tasapainossa? Jatka lukemista oppiaksesi parhaan dynaamisen tasapainon määritelmän, yleiset dynaamisen tasapainon esimerkit ja kuinka dynaaminen ja staattinen tasapaino voivat näyttää samalta, mutta ovat itse asiassa hyvin erilaisia.

Mikä on dynaaminen tasapaino?

Kemialliset reaktiot voivat mennä molempiin suuntiin (eteenpäin ja taaksepäin) tai vain yhteen suuntaan. Ne, jotka kulkevat kahteen suuntaan, tunnetaan palautuvina reaktioina, ja voit tunnistaa ne kahdessa suunnassa olevista nuolista, kuten alla olevassa esimerkissä.



H2O (l) H+(aq) + OH-(aq)

Dynaaminen tasapaino esiintyy vain palautuvissa reaktioissa ja kun eteenpäin suuntautuvan reaktion nopeus on yhtä suuri kuin käänteisen reaktion nopeus. Nämä yhtälöt ovat dynaamisia, koska eteen- ja taaksepäin tapahtuvat reaktiot tapahtuvat edelleen, mutta nämä kaksi nopeutta ovat yhtä suuret ja muuttumattomat, joten ne ovat myös tasapainossa.

Dynaaminen tasapaino on esimerkki vakaan tilan järjestelmästä. Tämä tarkoittaa, että yhtälön muuttujat eivät muutu ajan myötä (koska reaktionopeudet ovat samat). Jos katsot reaktiota dynaamisessa tasapainossa, näyttää siltä, ​​että mitään ei tapahdu, koska kunkin aineen pitoisuudet pysyvät vakioina. Reaktioita tapahtuu kuitenkin jatkuvasti.

Dynaaminen tasapaino ei kuitenkaan tapahdu vain kemian laboratorioissa; olet nähnyt dynaamisen tasapainon esimerkin joka kerta, kun olet nauttinut soodaa. Suljetussa soodapullossa hiilidioksidia on sekä neste-/vesifaasissa että kaasufaasissa (kuplia). Hiilidioksidin kaksi vaihetta ovat dynaamisessa tasapainossa suljetun soodapullon sisällä, koska kaasumainen hiilidioksidi liukenee nestemäiseen muotoon samalla nopeudella kuin hiilidioksidin nestemäinen muoto muuttuu takaisin kaasumaiseksi.

jotka vetovoima vetävät puoleensa

Yhtälö näyttää tältä: CTAI2(g) ⇌ CTAI2(aq).

Reaktion lämpötilan, paineen tai pitoisuuden muuttaminen voi muuttaa yhtälön tasapainoa ja poistaa sen dynaamisesta tasapainosta. Tästä syystä, jos avaat soodatölkin ja jätät sen pois pitkäksi aikaa, siitä tulee lopulta 'litteä' eikä kuplia enää ole. Tämä johtuu siitä, että soodatölkki ei ole enää suljettu järjestelmä ja hiilidioksidi voi olla vuorovaikutuksessa ilmakehän kanssa. Tämä siirtää sen pois dynaamisesta tasapainosta ja vapauttaa hiilidioksidin kaasumaisen muodon, kunnes kuplia ei enää ole.

Esimerkkejä dynaamisesta tasapainosta

Mikä tahansa reaktio on dynaamisessa tasapainossa, jos se on palautuva ja eteenpäin- ja käänteisreaktioiden nopeudet ovat samat. Oletetaan esimerkiksi, että valmistat liuoksen, joka on kyllästetty NaCl: n vesiliuoksella. Jos lisäät sitten kiinteitä NaCl -kiteitä, NaCl liukenee ja kiteytyy samanaikaisesti liuoksessa. Reaktio, NaCl (s) ⇌ Na+(aq) + Cl-(aq), ovat dynaamisessa tasapainossa, kun NaCl: n liukenemisnopeus on sama kuin uudelleenkiteytymisnopeus.

Toinen esimerkki dynaamisesta tasapainosta onÄLÄ2(g) + CO (g) ⇌ NO (g) + CTAI2(g) (jälleen, kunhan nämä kaksi korkoa ovat samat). Typpidioksidi (ÄLÄ2) reagoi hiilimonoksidin (CO) kanssa muodostaen typen oksidia (NO) ja hiilidioksidia (C.TAI2), ja käänteisessä reaktiossa typpioksidi ja hiilidioksidi reagoivat muodostaen typpidioksidia ja hiilimonoksidia.

Jos havaitset reaktiota, voit kertoa, että se ei ole dynaamisessa tasapainossa, jos näet muutoksia reagoivien aineiden tai tuotteiden määrissä. (Jos et näe muutoksia, se ei takaa, että se on dynaamisessa tasapainossa, koska se voi olla staattisessa tasapainossa tai muutokset voivat olla liian pieniä paljaalla silmällä.)

Esimerkki yhtälöstä, joka ei voisi koskaan olla dynaamisessa tasapainossa, on: 4 Fe (s) + 6 H2O (l) +3O2 (g) → 4 Fe (VAI NIIN)3(s). Tämä on yhtälö ruosteen muodostumiselle. Voimme nähdä, että se ei koskaan ole dynaamisessa tasapainossa, koska reaktion nuoli kulkee vain yhteen suuntaan (minkä vuoksi ruosteinen auto ei muutu kiiltäväksi itsestään).

body_rust-1

Tässä autossa ei ole dynaamista tasapainoa!

Dynaaminen tasapaino vs staattinen tasapaino

Jos havaitset reaktioita dynaamisessa tasapainossa ja reaktioita staattisessa tasapainossa, kummallakaan ei tapahdu näkyviä muutoksia, ja näyttää siltä, ​​ettei mitään tapahdu. Kuitenkin reaktiot staattisessa tasapainossa ovat itse asiassa hyvin erilaisia ​​kuin dynaamisessa tasapainossa.

Staattinen tasapaino (tunnetaan myös nimellä mekaaninen tasapaino) on silloin, kun reaktio on pysähtynyt eikä reagoivien aineiden ja tuotteiden välillä ole lainkaan liikettä. Reaktio on päättynyt ja eteen- ja taaksepäin tapahtuvat reaktiot ovat molemmat 0.

Vaikka reaktiot dynaamisessa tasapainossa ovat palautuvia (voivat edetä kumpaankin suuntaan), staattisen tasapainon reaktiot ovat peruuttamattomia ja voivat edetä vain yhteen suuntaan. Kuitenkin sekä dynaaminen tasapaino että staattinen tasapaino ovat esimerkkejä vakaan tilan järjestelmistä, jossa nettovoiman vaikutus järjestelmiin on nolla.

Alla on kaavio, joka näyttää tärkeimmät erot dynaamisen ja staattisen tasapainon välillä.

Dynaamisessa tasapainossa

Staattinen tasapaino

Käännettävissä

Peruuttamaton

Reaktio tapahtuu edelleen

Reaktio on pysähtynyt

Eteenpäin suuntautuvan reaktion nopeus = käänteisen reaktion nopeus

Molemmat reaktionopeudet ovat nolla

Esiintyy suljetussa järjestelmässä

Voi esiintyä avoimessa tai suljetussa järjestelmässä

Miten dynaaminen tasapaino liittyy hintavakioihin?

Kun reaktio on dynaamisessa tasapainossa, reaktiolla on tietty nopeusvakio, joka tunnetaan tasapainovakiona, taiTOeq.

Tasapainovakio tai nopeusvakio on kerroin, joka näyttää reaktiosuhteen (tai reaktion tuotteiden ja reagoivien aineiden suhteelliset määrät tiettynä ajankohtana), kun reaktio on tasapainossa. Tasapainovakion arvo kertoo tuotteen ja reagenssin suhteelliset määrät tasapainossa.

Jos K.eqon> 1000, tasapainossa on enimmäkseen tuotetta.

Jos K.eqon välillä .001 ja 1000, tasapainossa on merkittävä määrä sekä tuotetta että reagoivaa ainetta.

Jos K.eqOn<.001, at equilibrium there will be mostly reactant.

Reaktion vuoksi että A + b B⇌ c C + d D, A ja B edustavat reagensseja ja C ja D edustavat tuotteita.

Tasapainovakion yhtälö on TOeq= [C]c[D]d/[TO]että[B]b.

Esimerkki

Ota reaktio N.2(g) + O.2(g) ⇋2NO (g).

Käyttämällä tasapainovakion yhtälöä Keqon yhtä suuri kuin [ÄLÄ]2/[N2][TAI2]. Jättäisit yhtälön tällä tavalla tai, jos sinulle annetaan tasapainokonsentraatiot/tasapainovakio, voit liittää ne löytääksesi puuttuvat arvot.

Sano, että tiedämme molempien pitoisuudet[N2] ja [TAI2] =. 15 M ja [NO]: n pitoisuus on 1,1 M.

Näiden arvojen liittäminen antaa sinulle:TOeq= (1.1)2/(.15)(.15) tai 1.21/.0225.

Voit ratkaista ja löytää, että K.eq=53.8.

Siitä asti kunTOeqon välillä .001 ja 1000, kumpikin NO, O on merkittävä määrä2ja N2tasapainossa.

body_beakers

Yhteenveto: Mikä on dynaaminen tasapaino?

Mikä on paras dynaamisen tasapainon määritelmä? Dynaaminen tasapaino syntyy, kun palautuvan reaktion osalta eteenpäin suuntautuvan reaktion nopeus on yhtä suuri kuin käänteisen reaktion nopeus. Koska nämä kaksi nopeutta ovat samat, näyttää siltä, ​​että mitään ei tapahdu, mutta todellisuudessa reaktio tapahtuu jatkuvasti vakaalla nopeudellaan.

Sitä vastoin reaktiot vakaassa tasapainossa ovat täydellisiä, eikä muita reaktioita tapahdu.

miten essee muotoillaan

Tasapainovakion yhtälö onTOeq= [C]c[D]d/[TO]että[B]b.

Mielenkiintoisia Artikkeleita

Kuinka monta koulun ulkopuolista toimintaa tarvitset?

Kuinka monta koulun ulkopuolista aktiviteettia tarvitset? Olemme eritelleet mitä liikaa, mitä liian vähän ja miten suunnitella sovelluksiasi.

Wayne State Universityn SAT -tulokset ja GPA

Randolph-Macon College SAT-tulokset ja GPA

Ozarksin yliopiston pääsyvaatimukset

Etelä -Dakotan kaivoskoulu ja teknologian pääsyvaatimukset

3 SAT -lukukäytävän tyyppiä, jotka sinun pitäisi tietää

Mitkä ovat kolme SAT -lukukäytävän tyyppiä ja mitkä ovat jokaiselle tyypille ominaisia ​​kysymyksiä? Käymme läpi yksityiskohtaisen oppaan täällä.

Worcester State Universityn SAT -pisteet ja GPA

Jokainen AP Calculus AB -harjoitustesti saatavilla: ilmainen ja virallinen

Opiskeletko AP Calcia? Tutustu täydelliseen AP Calculus AB -kokeiden kokoelmaamme löytääksesi kaikki tarvitsemasi valmistelumateriaalit ja hyödyllisiä opintovinkkejä.

Täydellinen opasopas: SAT US History Subject Test

Mikä on paras tapa opiskella SAT US History Subject Testissä? Selvitä, miten testi toimii ja mistä löydät käytännön testejä opinto -oppaastamme.

UNCA: n pääsyvaatimukset

Pitäisikö sinun todella mennä yliopistoon valtion ulkopuolella? Hyvät ja huonot puolet

Ovatko osavaltion ulkopuoliset korkeakoulut hinnan ja etäisyyden arvoisia? Ota selvää, pitäisikö sinun käydä koulua kotivaltiosi ulkopuolella.

Paras IB -kemian opinto -opas ja huomautuksia SL/HL: lle

Tarvitsetko parhaat muistiinpanot ja oppaat IB Chemistry SL/HL: lle? Lue asiantuntijaoppaamme IB -kemian kokeen valmistelemiseksi.

Radfordin pääsyvaatimukset

Kaplan SAT Book - täydellinen arvostelu

Kaplan SAT Prep Book on suosittu, mutta sillä on monia ongelmia. Lue tämä arvostelu selvittääksesi, onko sinun todella ostettava tämä kirja.

Täydellinen luettelo koulun ulkopuolisista aktiviteeteista: 100s esimerkkejä

Tarvitsetko esimerkkejä lukion ylimääräisestä opetussuunnitelmasta? Olemme koonneet täällä satoja esimerkkejä vapaaehtoistyöstä teatteriin.

Mount Mercy Universityn pääsyvaatimukset

Kutztownin yliopiston Pennsylvanian pääsyvaatimukset

DeVry University - North Brunswick Pääsyvaatimukset

327 Olennaiset TOEFL -sanastokortit

Opiskeletko TOEFL: lle? Kokeile ilmaisia ​​välttämättömiä TOEFL -sanastokortteja, joissa on ohjeet tehokkaimmasta tavasta oppia tarvitsemasi sanat.

Binghamton University ACT -pisteet ja GPA

Grove City College SAT -tulokset ja GPA

North Carolina Central University SAT Scores and GPA

Neitsytsaarten yliopiston pääsyvaatimukset

MIT -hyväksymiskirje: todellinen ja virallinen

Tässä on onnistunut pääsykirje, jonka sain hakiessani MIT: tä. Kun MIT: n hyväksymisaste on 8%, vain harvat onnekkaat saavat nähdä tämän.

21 parasta koiraa asumiseen

Asutko pienessä tilassa mutta kuoletko saadaksesi koiran? Luetteloimme parhaat asuntokoirat, jotka auttavat sinua löytämään täydellisen parin, sekä vinkkejä pentusi sopeutumiseen.