Klíčový rozdíl mezi rovnovážným a ustáleným stavem je ten, že v rovnováze jsou koncentrace všech složek udržovány konstantní, zatímco v ustáleném stavu jsou konstantní pouze některé složky.
Když se jedna nebo více reaktantů přemění na produkty, mohou procházet různými modifikacemi a energetickými změnami. Chemické vazby v reaktantech se přeruší a vytvoří se nové vazby za vzniku produktů, které jsou zcela odlišné od reaktantů. Tomu říkáme chemická reakce. Rovnováha a ustálený stav jsou důležité chemické pojmy týkající se různých chemických reakcí.
Co je rovnováha?
Některé reakce jsou vratné, zatímco některé jsou nevratné. V reakci se reaktanty přeměňují na produkty. V některých reakcích se reaktanty znovu vytvářejí z produktů. Tento typ reakcí nazýváme jako reverzibilní. V nevratných reakcích, jakmile jsou reaktanty přeměněny na produkty, již se z produktů znovu neregenerují.
V reverzibilní reakci, kdy se reaktanty přeměňují na produkty, tomu říkáme dopředná reakce. Když se produkty přeměňují na reaktanty, nazýváme to zpětnou reakcí. Když je rychlost dopředných a zpětných reakcí stejná, pak je reakce v rovnováze. Proto se množství reaktantů a produktů v průběhu času nemění.
Obrázek 01: Tepelná rovnováha
Vratné reakce mají vždy tendenci dostat se do rovnováhy a tuto rovnováhu udržovat. Když je systém v rovnováze, množství produktů a reaktantů nemusí být nutně stejné. Může být vyšší množství reaktantů než produktů nebo naopak. Jediným požadavkem v rovnovážné rovnici je udržení konstantního množství obou v průběhu času. Pro reakci v rovnováze můžeme definovat rovnovážnou konstantu, která se rovná poměru mezi koncentrací produktů a koncentrací reakcí.
Co je to ustálený stav?
Uvažujme reakci, ve které reaktant A přechází na produkt C přes meziprodukt B. Při reakci, jako je tato, je B tvořen A a poté podléhá vyčerpání za vzniku C. Než reakce začne, pouze A a B se pomalu začínají budovat. Časem se však množství A snižuje a C se zvyšuje, ale množství B zůstává v průběhu času přibližně stejné. V tomto stavu, jakmile se vytvoří více B, dojde k jeho vyčerpání, aby poskytl C rychlým tempem při zachování koncentrace v ustáleném stavu. Tedy rychlost syntézy B=rychlost spotřeby B.
A ⟶ B ⟶ C
Předpoklad ustáleného stavu: d(B)/dt=0.
Jaký je rozdíl mezi rovnováhou a ustáleným stavem?
Rovnováha a ustálený stav jsou důležité chemické pojmy. Klíčový rozdíl mezi rovnováhou a ustáleným stavem je v tom, že v rovnováze jsou koncentrace všech složek udržovány konstantní, zatímco v ustáleném stavu jsou konstantní pouze některé složky. V rovnováze jsou koncentrace složek konstantní, protože reakční rychlosti jsou stejné v dopředné a zpětné reakci. V ustáleném stavu jsou konstantní pouze některé složky, protože rychlost jejich syntézy a rychlost spotřeby jsou stejné. K tomu nemusí být reakce nutně v rovnováze.
Shrnutí – Rovnováha vs. ustálený stav
Rovnováha a ustálený stav jsou důležité chemické pojmy. Klíčový rozdíl mezi rovnovážným a ustáleným stavem je v tom, že v rovnováze jsou koncentrace všech složek udržovány konstantní, zatímco v ustáleném stavu jsou konstantní pouze některé složky.
