Co to jest równowaga dynamiczna?

Równowaga dynamiczna to stan, w którym stosunek produktów do reagentów w reakcji chemicznej pozostaje stały. Stały stosunek produktów do reagentów nie oznacza, że ​​reakcja jest całkowicie statyczna lub że reagenty nie reagują z wytworzeniem produktów i odwrotnie. Równowaga dynamiczna jest „dynamiczna”, ponieważ zachodzi stała wymiana między reagentami i produktami, ponieważ reakcja kontynuuje konsumowanie reagentów w celu wytworzenia produktów i konsumpcji produktów w celu wytworzenia reagentów. Stosunek między produktami a reagentami nie zmienia się, ponieważ szybkość reakcji, która sprzyja produktom i szybkość reakcji, która sprzyja reagentom, jest równa. Równe szybkości nie powodują zmiany stosunku produktu do reagenta w czasie, więc mówi się, że reakcja jest w stanie równowagi lub w stanie ustalonym.

Reakcja musi być odwracalna, aby osiągnąć jakąkolwiek formę równowagi dynamicznej. Odwracalna reakcja to reakcja chemiczna, w której reagenty mogą reagować z wytworzeniem produktów, które mogą reagować ze sobą z wytworzeniem oryginalnych reagentów. Odwracalne reakcje często faworyzują albo reagenty, albo produkty, więc chociaż reakcja może przebiegać w obie strony, reakcja ma tendencję do wytwarzania więcej niż jednego. Oznacza to, że „pozycja” równowagi dynamicznej może obejmować większą ilość produktów lub reagentów. „Stała równowagi” służy do opisywania i wykonywania obliczeń związanych z pozycją równowagi danej reakcji.

Wiele różnych zmian zmiennych związanych z reakcją chemiczną może zmienić pozycję równowagi dynamicznej. Zasada Le Châteliera zapewnia chemikom ogólny sposób myślenia o zmianach w dynamicznej równowadze. Zasada mówi ogólnie, że gdy stres jest wywierany na reakcję w równowadze, reakcja przesunie się w kierunku, który minimalizuje zmianę w równowadze. Jeśli do reakcji w równowadze doda się więcej reagenta, równowaga przesunie się w kierunku produktów i osiągnie nową równowagę w oparciu o stężenia nowego reagenta i produktu.

Równowaga dynamiczna jest nieodłącznie związana z szybkościami zachodzenia reakcji chemicznych. Dynamiczną równowagę można myśleć jako dwie różne reakcje chemiczne. Jeden występuje w kierunku do przodu, z reagentami tworzącymi produkty, podczas gdy drugi występuje w kierunku odwrotnym, z produktami pierwszych reagentów tworzących reagenty. Ostatecznie te dwie reakcje osiadają w równowadze na podstawie ich stałych równowagi. W równowadze reakcja do przodu i reakcja do tyłu zachodzą z tą samą szybkością.