الفرق بين التوازن والحالة الثابتة

التوازن مقابل الحالة الثابتة

عندما يتحول واحد أو أكثر من المواد المتفاعلة إلى منتجات، قد يمر بتعديلات مختلفة وتغيرات في الطاقة. وتكسر الروابط الكيميائية في المواد المتفاعلة، وتتكون السندات الجديدة لتوليد منتجات مختلفة تماما عن المواد المتفاعلة. ويعرف هذا النوع من التعديل الكيميائي التفاعلات الكيميائية. هناك العديد من المتغيرات التي تسيطر على هذه التفاعلات. أساسا، من خلال دراسة الديناميكا الحرارية والحركية، يمكننا أن نستخلص الكثير من الاستنتاجات حول رد فعل وكيفية السيطرة عليها. الديناميكا الحرارية هي دراسة تحولات الطاقة. وهي مهتمة بحماس وموقف التوازن في رد فعل.

التوازن

بعض ردود الفعل عكسها، وبعض ردود الفعل لا رجعة فيه. في تفاعل، تتحول المواد المتفاعلة إلى منتجات. وفي بعض التفاعلات، يمكن توليد المواد المتفاعلة مرة أخرى من المنتجات. ويسمى هذا النوع من ردود الفعل عكسها. في ردود الفعل التي لا رجعة فيها، مرة واحدة يتم تحويل المواد المتفاعلة إلى المنتجات، فإنها لا يمكن تجديدها مرة أخرى من المنتجات. في رد فعل عكسها عندما تتحول المواد المتفاعلة إلى منتجات تسمى رد فعل إلى الأمام، وعندما تتحول المنتجات إلى المواد المتفاعلة، ويسمى رد الفعل المتخلف. عندما يكون معدل ردود الفعل إلى الأمام والخلف متساويا، ثم يقال أن التفاعل يكون في التوازن. لذلك، على مدى فترة من الزمن كمية من المواد المتفاعلة والمنتجات لا تتغير. ردود الفعل عكسها دائما تميل إلى التوصل إلى التوازن والحفاظ على هذا التوازن. وعندما يكون النظام في حالة توازن، فإن كمية المنتجات والمواد المتفاعلة لا ينبغي أن تكون متساوية بالضرورة. يمكن أن يكون هناك كمية أعلى من المواد المتفاعلة من المنتجات أو العكس. والشرط الوحيد في معادلة التوازن هو الحفاظ على مقدار ثابت من كلا الوقتين. لرد فعل في التوازن، ويمكن تعريف ثابت التوازن، وهو ما يعادل نسبة بين تركيز المنتجات وتركيز ردود الفعل.

K = (منتج) ⁿ / (متفاعل) ^m ؛ n و m هي معاملات القياس المتكافئ للمنتج والمفاعل.

للحصول على رد فعل التوازن، إذا كان رد الفعل إلى الأمام هو طارد للحرارة ثم رد الفعل المتخلف هو ماص للحرارة والعكس بالعكس. عادة، جميع المعلمات الأخرى لردود الفعل إلى الأمام والخلف هي عكس بعضها البعض مثل هذا. لذلك، إذا كنا نريد لتسهيل أي واحد من ردود الفعل، لدينا ببساطة لضبط المعلمات لتسهيل هذا التفاعل.

الحالة الثابتة

A → B → C

فكر في رد فعل مثل أعلاه حيث يذهب المتفاعل A إلى المنتج C عبر الوسيط B.في رد فعل من هذا القبيل، يتم تشكيل B من قبل A، ومن ثم يتم استنفاد لتشكيل C. قبل بدء التفاعل، وهناك فقط A، وببطء ب بدأ يتراكم. ومع ذلك، مع مرور الوقت، وكمية من A يقلل، C آخذ في الازدياد، ولكن كمية B يبقى نفسه تقريبا مع مرور الوقت. في هذه الحالة، حالما يتم تشكيل أكثر B، فإنه سيتم استنفاد لإعطاء C بمعدل سريع الحفاظ على تركيز حالة ثابتة. وهكذا، فإن معدل تخليق B = معدل استهلاك B.

افتراض الحالة الثابتة: d (B) / دت = 0.

ما هو الفرق بين التوازن والحالة الثابتة؟ • في حالة التوازن، تبقى تركيزات المكونات ثابتة لأن معدلات التفاعل تساوي في التفاعل الأمامي والخلفي. • في حالة ثابتة، يتم الاحتفاظ فقط بعض المكونات ثابتة، لأن معدل التوليف ومعدل الاستهلاك متساوية. لهذا، فإن ردود الفعل لا تحتاج بالضرورة إلى التوازن. • في حالة التوازن، لا يوجد تغير صاف في النظام بأكمله. ومع ذلك، في حالة مستقرة، المتغيرات والمنتجات تتغير. فقط الوسيط / s ثابت.