Équilibre dynamique

dans une nouvelle bouteille de soda, la concentration de dioxyde de carbone en phase liquide a une valeur particulière. Si la moitié du liquide est versée et que la bouteille est scellée, le dioxyde de carbone quittera la phase liquide à un taux toujours décroissant et la pression partielle du dioxyde de carbone dans la phase gazeuse augmentera jusqu’à ce que l’équilibre soit atteint. À ce stade, en raison du mouvement thermique, une molécule de CO2 peut quitter la phase liquide, mais en très peu de temps, une autre molécule de CO2 passera du gaz au liquide, et vice versa., À l’équilibre, la vitesse de transfert du CO2 du gaz vers la phase liquide est égale à la vitesse du liquide vers le gaz. Dans ce cas, la concentration d’équilibre de CO2 dans le liquide est donnée par la loi de Henry, qui stipule que la solubilité d’un gaz dans un liquide est directement proportionnelle à la pression partielle de ce gaz au-dessus du liquide. Cette relation s’écrit

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

où k est une constante dépendant de la température, p est la pression partielle et c est la concentration du gaz dissous dans le liquide., Ainsi, la pression partielle de CO2 dans le gaz a augmenté jusqu’à ce que la loi de Henry soit obéie. La concentration de dioxyde de carbone dans le liquide a diminué et la boisson a perdu une partie de son pétillant.

la loi de Henry peut être dérivée en réglant les potentiels chimiques du dioxyde de carbone dans les deux phases pour être égaux l’un à l’autre. L’égalité du potentiel chimique définit l’équilibre chimique. D’autres constantes pour l’équilibre dynamique impliquant des changements de phase, comprennent le coefficient de partage et le produit de solubilité., Raoult la loi définit la pression de vapeur d’équilibre d’une solution idéale

équilibre Dynamique peut également exister dans un système monophasé. Un exemple simple se produit avec un équilibre acido-basique tel que la dissociation de l’acide acétique, en solution aqueuse.,

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

à l’équilibre, le quotient de concentration, K, La constante de dissociation acide, est constant (sous réserve de certaines conditions)

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

dans ce cas, la réaction vers l’avant implique la libération de certains protons des molécules d’acide acétique et la réaction vers l’arrière implique la formation d’acide acétique molécules lorsqu’un ion acétate accepte un proton., L’équilibre est atteint lorsque la somme des potentiels chimiques de l’espèce sur le côté gauche de l’équilibre expression est égale à la somme des potentiels chimiques de l’espèce sur le côté droit. Dans le même temps, les taux de réactions avant et arrière sont égaux. Les équilibres impliquant la formation de complexes chimiques sont également des équilibres dynamiques et les concentrations sont régies par les constantes de stabilité des complexes.

des équilibres dynamiques peuvent également se produire en phase gazeuse, par exemple lorsque le dioxyde d’azote se dimérise.,

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

Dans la phase gazeuse, les crochets indiquent la pression partielle. Alternativement, la pression partielle d’une substance peut être écrite comme P(substance).

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