Keskeinen ero - fyysinen ja kemiallinen tasapaino
Tasapainotila kuvaa reaktanttien ja tuotteiden konsentraatioita reaktioseoksessa suljetussa järjestelmässä. Tasapaino voi tapahtua vain suljetussa järjestelmässä. Tasapainossa reagenssien ja tuotteiden pitoisuudet pysyvät vakioarvoilla. Jos reaktanttien tai tuotteiden määrää muutetaan, myös muiden ainesosien pitoisuutta muutetaan spontaanisti tasapainon ylläpitämiseksi. Tasapainon ominaisuuksien perusteella on olemassa kahta tyyppiä; fysikaalinen tasapaino ja kemiallinen tasapaino. Keskeinen ero fysikaalisen ja kemiallisen tasapainon välillä on, että fyysinen tasapaino on tasapaino, jossa järjestelmän fyysinen tila ei muutu, kun taas kemiallinen tasapaino on tasapainotila, jossa reagenssien ja tuotteiden pitoisuudet eivät muutu ajan myötä.
SISÄLLYS
1. Yleiskatsaus ja keskeinen ero
2. Mikä on fyysinen tasapaino
3. Mikä on kemiallinen tasapaino
4. Fyysisen ja kemiallisen tasapainon yhtäläisyydet
5. Rinnakkain vertailu - fyysinen ja kemiallinen tasapaino taulukkomuodossa
6. Yhteenveto
Mikä on fyysinen tasapaino?
Fyysinen tasapaino on tasapainotila, jossa järjestelmän fyysinen tila ei muutu. Aineen vaiheen vaihtaminen vaiheesta toiseen on fyysinen prosessi. Siksi tasapainotila, jossa fyysinen tila ei muutu ajan myötä, tunnetaan fyysisenä tasapainona. Fyysistä tasapainoa on kolme päätyyppiä;
Kiinteän nesteen tasapaino
Esimerkiksi jään ja veden välinen tasapaino on fyysinen tasapaino, koska kemiallisia reaktioita ei tapahdu. Mikä tahansa puhdas aine voi esiintyä rinnakkain sekä kiinteässä että nestefaasissa kyseisen aineen sulamispisteessä. Sulamispiste on lämpötila, jossa kiinteä aine alkaa sulaa (muunnettuna nestemäiseen muotoon).
Nestemäisen höyryn tasapaino
Veden ja höyryn tasapaino on fyysinen tasapaino, jossa ei tapahdu kemiallisia reaktioita. Tämän tyyppinen tasapaino esiintyy kuitenkin vain suljetuissa järjestelmissä, ellei höyry pääse tasapainosta.
Kiinteän höyryn tasapaino
Tämän tyyppinen fyysinen tasapaino voidaan havaita aineissa, joille tehdään sublimaatio. Tällöin tasapaino tapahtuu sublimaatiolämpötilassa (sublimaatio on kiinteän aineen muuttuminen suoraan höyryfaasiksi kulkematta nestefaasia). Esimerkiksi muuttamalla kiinteää ammoniumkloridia (NH 4 Cl) kaasumaiseen ammoniumkloridia.
Mikä on kemiallinen tasapaino?
Kemiallinen tasapaino on tasapainotila, jossa reagenssien ja tuotteiden pitoisuudet eivät muutu ajan myötä. Tämän tyyppinen tasapaino voidaan havaita palautuvissa kemiallisissa reaktioissa. Kemiallinen tasapaino syntyy, kun palautuvan kemiallisen reaktion eteen- ja taaksepäin tapahtuvat reaktiot tapahtuvat samalla nopeudella. Kunkin reagoivan aineen ja tuotteen pitoisuuksissa, jotka osallistuvat tasapainoreaktioihin, ei ole nettomuutoksia.
Kuva 1: Kaavio reaktiosta A: n ja B: n välillä; reagenssipitoisuudet muuttuvat vakioiksi sen jälkeen kun reaktioseos saavuttaa tasapainon
Esimerkiksi vetykaasun ja jodihöyryn välinen reaktio suljetussa järjestelmässä antaa alussa syvän violetin värin, joka sitten haalistuu ajan myötä. Syvän violetin värin antaa jodihöyry. Väri haalistuu jodihöyryn ja vetykaasun välisen reaktion vuoksi. Jonkin ajan kuluttua väri pysyy vakiona. Se on kohta, jossa reaktio on saavuttanut tasapainotilan. Tämä on kemiallinen tasapaino.
H 2 (g) + I 2 (g) ↔ HI (g)
Mitkä ovat fyysisen ja kemiallisen tasapainon yhtäläisyydet?
- Sekä fyysinen että kemiallinen tasapaino ovat tasapainotilojen muotoja.
- Sekä fysikaalisen että kemiallisen tasapainon muodoilla on parametrit, jotka ovat ajan suhteen vakioita.
Mikä on ero fyysisen ja kemiallisen tasapainon välillä?
Erilainen artikkeli keskellä taulukkoa
Fyysinen ja kemiallinen tasapaino |
|
| Fyysinen tasapaino on tasapainotila, jossa järjestelmän fyysinen tila ei muutu. | Kemiallinen tasapaino on tasapainotila, jossa reagenssien ja tuotteiden pitoisuudet eivät muutu ajan myötä. |
| Luonto | |
| Fyysiset tasapainot eivät osoita mitään muutoksia tasapainossa mukana olevan aineen fysikaalisissa tiloissa. | Kemialliset tasapainot eivät sisällä muutoksia reaktanttien ja tasapainoon osallistuvien tuotteiden pitoisuuksissa. |
| Teoria | |
| Fyysinen tasapaino sisältää kahden fyysisen tilan rinnakkaiselon saman suljetussa järjestelmässä. | Kemialliset tasapainot sisältävät yhtäläiset eteen- ja taaksepäin suuntautuvien reaktioiden määrät. |
Yhteenveto - fyysinen ja kemiallinen tasapaino
Järjestelmän tasapainotila on tila, jossa parametrit ovat vakiona järjestelmän sisällä. Järjestelmän tasapainotilan ominaisuuksien perusteella tasapainoa on kahta muotoa; fysikaalinen tasapaino ja kemiallinen tasapaino. Fyysisen ja kemiallisen tasapainon ero on, että fyysinen tasapaino on tasapaino, jossa järjestelmän fysikaalinen tila ei muutu, kun taas kemiallinen tasapaino on tasapainotila, jossa reagenssien ja tuotteiden pitoisuudet eivät muutu ajan myötä.
