Dynamická rovnováha

v nové láhvi sody má koncentrace oxidu uhličitého v kapalné fázi zvláštní hodnotu. Pokud se polovina kapaliny vylije a láhev je utěsněna, oxid uhličitý opustí kapalnou fázi stále klesající rychlostí a částečný tlak oxidu uhličitého v plynové fázi se zvýší, dokud nebude dosaženo rovnováhy. V tomto okamžiku může molekula CO2 v důsledku tepelného pohybu opustit kapalnou fázi, ale ve velmi krátké době projde další molekula CO2 z plynu do kapaliny a naopak., Při rovnováze se rychlost přenosu CO2 z plynu do kapalné fáze rovná rychlosti z kapaliny na plyn. V tomto případě rovnovážné koncentrace CO2 v kapalině je dána Henryho zákonem, který říká, že rozpustnost plynu v kapalině je přímo úměrná parciálnímu tlaku tohoto plynu nad kapalinou. Tento vztah je zapsán jako

c = k p {\displaystyle c=kp\,}

, kde k je teplotně závislá konstanta, p je parciální tlak a c je koncentrace rozpuštěného plynu v kapalině., Částečný tlak CO2 v plynu se tak zvýšil, dokud nebude dodržen Henryho zákon. Koncentrace oxidu uhličitého v kapalině se snížila a nápoj ztratil část svého fizzu.

Henryho zákon může být odvozen nastavením chemických potenciálů oxidu uhličitého ve dvou fázích, aby se navzájem rovnaly. Rovnost chemického potenciálu definuje chemickou rovnováhu. Mezi další konstanty pro dynamickou rovnováhu zahrnující fázové změny patří dělicí koeficient a produkt rozpustnosti., Raoultův zákon definuje rovnovážný tlak par ideálního řešení

dynamická rovnováha může také existovat v jednofázovém systému. Jednoduchý příklad nastává při acidobazické rovnováze, jako je disociace kyseliny octové ve vodném roztoku.,

CH3CO2H ⇌ {\displaystyle \rightleftharpoons } CH3CO2− + H+

V rovnovážné koncentrace kvocient, K, kyseliny disociační konstanta, je konstanta (s výhradou určitých podmínek)

K c = {\displaystyle K_{c}=\mathrm {\frac {}{}} }

V tomto případě, reakce zahrnuje osvobození některých protonů z molekuly kyseliny octové a zpětné reakce zahrnuje tvorbu kyseliny octové molekuly, když acetátového iontu přijímá proton., Rovnováha je dosažena, když součet chemických potenciálů druhu na levé straně rovnovážného výrazu se rovná součtu chemických potenciálů druhu na pravé straně. Současně jsou rychlosti dopředných a zpětných reakcí navzájem stejné. Rovnováhy zahrnující tvorbu chemických komplexů jsou také dynamické rovnováhy a koncentrace se řídí konstantami stability komplexů.

dynamické rovnováhy mohou také nastat v plynné fázi, například při dimerizaci oxidu dusičitého.,

2NO2 ⇌ {\displaystyle \rightleftharpoons } N2O4; K p = 2 {\displaystyle K_{p}=\mathrm {\frac {}{^{2}}} }

V plynné fázi, hranaté závorky označují parciální tlak. Alternativně může být parciální tlak látky zapsán jako P (látka).

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *