Co je dynamická rovnováha?

Dynamická rovnováha je stav, ve kterém poměr produktů k reakčním složkám při chemické reakci zůstává konstantní. Konstantní poměr produktů k reaktantům neznamená, že reakce je zcela statická nebo že reaktanty nereagují za vzniku produktů, a naopak. Dynamická rovnováha je „dynamická“, protože existuje neustálá výměna mezi reaktanty a produkty, protože reakce pokračuje v konzumaci reaktantů za vzniku produktů a při konzumaci produktů za vzniku reaktantů. Poměr mezi produkty a reaktanty se nemění, protože rychlost reakce, která zvýhodňuje produkty, a rychlost reakce, která zvýhodňuje reaktanty, jsou stejné. Stejné rychlosti nevedou k žádné změně poměru produkt-reaktant v průběhu času, takže se uvádí, že reakce je v rovnováze nebo v ustáleném stavu.

Reakce musí být reverzibilní, má-li dosáhnout jakékoli formy dynamické rovnováhy. Reverzibilní reakce je chemická reakce, ve které mohou reaktanty reagovat za vzniku produktů, které mohou vzájemně reagovat za vzniku původních reaktantů. Reverzibilní reakce často upřednostňují buď reaktanty nebo produkty, takže zatímco je možné, aby reakce probíhala oběma způsoby, reakce má tendenci produkovat více než jednu. To znamená, že „poloha“ dynamické rovnováhy může zahrnovat větší množství produktů nebo reakčních složek. "Rovnovážná konstanta" se používá k popisu a provedení výpočtů vztahujících se k poloze rovnováhy dané reakce.

Pozice dynamické rovnováhy může posunout mnoho různých změn proměnných týkajících se chemické reakce. Le Châtelierův princip poskytuje chemikům obecný způsob, jak přemýšlet o posunech v dynamické rovnováze. Princip obecně stanoví, že když je na rovnováhu kladen důraz, reakce se posune ve směru, který minimalizuje změnu rovnováhy. Přidá-li se k reakci při rovnováze více reakčního činidla, rovnováha se posune směrem k produktům a dosáhne nové rovnováhy založené na koncentracích nového reakčního činidla a produktu.

Dynamická rovnováha je vnitřně spojena s rychlostmi chemických reakcí. Dynamickou rovnováhu lze považovat za dvě odlišné chemické reakce. Jeden se vyskytuje v dopředném směru, s produkty vytvářejícími reaktanty, zatímco druhý se vyskytuje v opačném směru, s produkty prvních reakčních reakčních složek. Nakonec se tyto dvě reakce usadí do rovnováhy na základě jejich rovnovážných konstant. V rovnováze dochází dopředná a zpětná reakce stejnou rychlostí.