Что такое динамическое равновесие?

Динамическое равновесие - это состояние, в котором отношение продуктов к реагентам в химической реакции остается постоянным. Постоянное соотношение продуктов к реагентам не означает, что реакция полностью статична или что реагенты не реагируют с образованием продуктов, и наоборот. Динамическое равновесие является «динамическим», потому что между реагентами и продуктами происходит постоянный обмен, так как реакция продолжает расходовать реагенты с образованием продуктов и потреблять продукты с образованием реагентов. Соотношение между продуктами и реагентами не изменяется, потому что скорость реакции, которая благоприятствует продуктам, и скорость реакции, которая благоприятствует реагентам, равны. Равные скорости не приводят к изменению отношения продукта к реагенту с течением времени, поэтому говорят, что реакция находится в равновесии или в устойчивом состоянии.

Реакция должна быть обратимой, если она хочет достичь какой-либо формы динамического равновесия. Обратимая реакция - это химическая реакция, в которой реагенты могут реагировать с образованием продуктов, которые могут взаимодействовать друг с другом с образованием исходных реагентов. Обратимые реакции часто благоприятствуют либо реагентам, либо продуктам, поэтому, хотя реакция может протекать в обоих направлениях, реакция имеет тенденцию давать больше одного, чем другого. Это означает, что «положение» динамического равновесия может включать большее количество либо продуктов, либо реагентов. «Константа равновесия» используется для описания и проведения расчетов, касающихся положения равновесия данной реакции.

Много различных изменений в переменных, относящихся к химической реакции, могут сдвинуть положение динамического равновесия. Принцип Ле Шателье предоставляет химикам общий способ думать о сдвигах в динамическом равновесии. Как правило, этот принцип гласит, что, когда напряжение находится в реакции в равновесии, реакция будет сдвигаться в направлении, которое минимизирует изменение равновесия. Если в реакцию в равновесии добавить больше реагента, равновесие сместится в сторону продуктов и достигнет нового равновесия, основанного на концентрации нового реагента и продукта.

Динамическое равновесие неразрывно связано со скоростью, с которой происходят химические реакции. Можно думать о динамическом равновесии как о двух различных химических реакциях. Один происходит в прямом направлении с реагентами, образующими продукты, в то время как другой происходит в обратном направлении с продуктами первых реакционно-способных реагентов. В конце концов, эти две реакции устанавливаются в равновесие на основе их констант равновесия. В равновесии прямая реакция и обратная реакция происходят с одинаковой скоростью.