Klíčový rozdíl – fyzikální vs. chemická rovnováha
Rovnovážný stav popisuje koncentrace reaktantů a produktů v reakční směsi v uzavřeném systému. Rovnováha může nastat pouze v uzavřeném systému. V rovnováze zůstávají koncentrace reaktantů a produktů na konstantních hodnotách. Pokud se změní množství reaktantů nebo produktů, spontánně se změní i koncentrace dalších složek, aby se udržela rovnováha. Na základě charakteristik rovnováhy existují dva typy; fyzikální rovnováha a chemická rovnováha. Klíčový rozdíl mezi fyzikální a chemickou rovnováhou je v tom, že fyzikální rovnováha je rovnováha, ve které se fyzikální stav systému nemění, zatímco chemická rovnováha je rovnovážný stav, ve kterém se koncentrace reaktantů a produktů s časem nemění.
Co je fyzická rovnováha?
Fyzikální rovnováha je rovnovážný stav, ve kterém se fyzikální stav systému nemění. Změna fáze hmoty z jedné fáze do druhé je fyzikální proces. Proto je rovnovážný stav, ve kterém se fyzikální stav s časem nemění, známý jako fyzikální rovnováha. Existují tři hlavní typy fyzické rovnováhy;
Rovnováha pevná látka-kapalina
Například rovnováha mezi ledem a vodou je fyzikální rovnováha, protože neprobíhají žádné chemické reakce. Jakákoli čistá látka může koexistovat v pevné i kapalné fázi při teplotě tání této látky. Bod tání je teplota, při které pevná látka začíná tát (přeměněna na kapalnou formu).
Rovnováha kapalina-pára
Rovnováha mezi vodou a párou je fyzikální rovnováha, ve které neprobíhají žádné chemické reakce. Tento typ rovnováhy však nastává pouze uvnitř uzavřených systémů, pokud pára neuniká z rovnováhy.
Rovnováha pevná látka-pára
Tento typ fyzikální rovnováhy lze pozorovat u látek, které podléhají sublimaci. Tam nastává rovnováha při teplotě sublimace (sublimace je přeměna pevné látky přímo do plynné fáze, aniž by přecházela kapalná fáze). Například konverze pevného chloridu amonného (NH4Cl) na plynný chlorid amonný.
Co je chemická rovnováha?
Chemická rovnováha je rovnovážný stav, ve kterém se koncentrace reaktantů a produktů s časem nemění. Tento typ rovnováhy lze pozorovat při reverzibilních chemických reakcích. Chemická rovnováha nastane, když dopředné a zpětné reakce reverzibilní chemické reakce probíhají stejnou rychlostí. Neexistují žádné čisté změny v koncentracích každé reakční složky a produktu, které se účastní rovnovážných reakcí.
Obrázek 1: Graf reakce mezi A a B; koncentrace reakčních složek se stanou konstantní poté, co reakční směs dosáhne rovnováhy
Například reakce mezi plynným vodíkem a parou jódu v uzavřeném systému dává zpočátku tmavě fialovou barvu, která pak časem vybledne. Sytě fialová barva je dána výpary jódu. Barva vybledne v důsledku reakce mezi parou jódu a plynným vodíkem. Po určité době zůstává barva konstantní. Je to bod, ve kterém reakce dosáhla rovnovážného stavu. Toto je chemická rovnováha.
H2(g) + I2(g) ↔ HI(g)
Jaké jsou podobnosti mezi fyzikální a chemickou rovnováhou?
- Fyzikální i chemická rovnováha jsou formy rovnovážných stavů.
- Fyzikální i chemická rovnovážná forma mají parametry, které jsou konstantní v čase.
Jaký je rozdíl mezi fyzikální a chemickou rovnováhou?
Fyzikální versus chemická rovnováha |
|
| Fyzická rovnováha je rovnovážný stav, ve kterém se fyzikální stav systému nemění. | Chemická rovnováha je rovnovážný stav, ve kterém se koncentrace reaktantů a produktů s časem nemění. |
| Příroda | |
| Fyzikální rovnováhy nevykazují žádnou změnu ve fyzikálních stavech hmoty, která se na rovnováze podílí. | Chemické rovnováhy nevykazují žádné změny v koncentracích reaktantů a produktů, které se na rovnováze podílejí. |
| Teorie | |
| Fyzická rovnováha zahrnuje koexistenci dvou fyzikálních stavů uvnitř stejného uzavřeného systému. | Chemické rovnováhy zahrnují stejnou rychlost dopředných a zpětných reakcí. |
Shrnutí – fyzikální vs. chemická rovnováha
Rovnovážný stav systému je stav, kdy má uvnitř systému konstantní parametry. Na základě charakteristik rovnovážného stavu systému existují dvě formy rovnováhy; fyzikální rovnováha a chemická rovnováha. Rozdíl mezi fyzikální a chemickou rovnováhou je ten, že fyzikální rovnováha je rovnováha, ve které se fyzikální stav systému nemění, zatímco chemická rovnováha je rovnovážný stav, ve kterém se koncentrace reaktantů a produktů s časem nemění.
