Unterschied zwischen Gleichgewicht und stetigem Zustand
Gleichgewicht vs. stabiler Zustand
Wenn ein oder mehrere Reaktanten in Produkte übergehen, können sie verschiedene Modifikationen und Energiewechsel durchlaufen. Die chemischen Bindungen in den Reaktanten brechen, und neue Bindungen bilden sich, um Produkte zu erzeugen, die sich völlig von den Reaktanten unterscheiden. Diese Art der chemischen Modifikation ist als chemische Reaktion bekannt. Es gibt zahlreiche Variablen, die diese Reaktionen steuern. Hauptsächlich können wir durch die Untersuchung von Thermodynamik und Kinetik viele Rückschlüsse auf eine Reaktion ziehen und sie kontrollieren. Die Thermodynamik ist das Studium der Transformation von Energie. Es beschäftigt sich mit der Energie und der Position des Gleichgewichts in einer Reaktion.
Gleichgewicht
Einige Reaktionen sind reversibel und einige Reaktionen sind irreversibel. In einer Reaktion wandeln sich die Reaktanten in Produkte um. Bei einigen Reaktionen können die Reaktanten wiederum aus den Produkten erzeugt werden. Diese Art von Reaktionen heißt reversibel. Bei irreversiblen Reaktionen können die Reaktanten nach der Umwandlung in Produkte nicht mehr aus den Produkten regeneriert werden. In einer reversiblen Reaktion, wenn sich die Reaktanten in Produkte umwandeln, wird sie als Vorreaktion bezeichnet, und wenn sich Produkte in Reaktanten umwandeln, wird dies als Rückreaktion bezeichnet. Wenn die Rate der Vorwärts- und Rückwärtsreaktionen gleich ist, dann sagt man, dass die Reaktion im Gleichgewicht ist. Daher ändert sich die Menge an Reaktanten und Produkten über einen bestimmten Zeitraum hinweg nicht. Umkehrbare Reaktionen neigen immer dazu, zu Gleichgewicht zu kommen und dieses Gleichgewicht beizubehalten. Wenn sich das System im Gleichgewicht befindet, müssen die Menge an Produkten und die Reaktanten nicht notwendigerweise gleich sein. Es kann eine höhere Menge an Reaktanten als die Produkte geben oder umgekehrt. Die einzige Anforderung in einer Gleichgewichtsgleichung besteht darin, einen konstanten Betrag von beiden über die Zeit beizubehalten. Für eine Gleichgewichtsreaktion kann eine Gleichgewichtskonstante definiert werden, die dem Verhältnis zwischen der Konzentration der Produkte und der Konzentration der Reaktionen entspricht.
- 9 - K = (Produkt)n / (Reaktant) m ; n und m sind die stöchiometrischen Koeffizienten des Produkts und des Reaktanten. Für eine Gleichgewichtsreaktion, wenn die Vorreaktion exotherm ist, ist die Rückreaktion endotherm und umgekehrt. Normalerweise sind alle anderen Parameter für Vorwärts- und Rückwärtsreaktionen so einander entgegengesetzt. Wenn wir also eine der Reaktionen erleichtern wollen, müssen wir einfach die Parameter anpassen, um diese Reaktion zu erleichtern.
A C
Betrachten Sie eine Reaktion wie oben, wobei der Reaktant A über ein Zwischenprodukt B zum Produkt C gelangt.In einer Reaktion wie dieser wird B durch A gebildet und dann wird es zu C abgereichert. Bevor die Reaktion beginnt, gibt es nur A und langsam beginnt sich B aufzubauen. Mit der Zeit nimmt jedoch die Menge an A ab, C nimmt zu, aber die Menge an B bleibt über die Zeit ungefähr gleich. In diesem Zustand wird, sobald mehr B gebildet wird, die Menge C mit einer schnellen Rate, die eine stationäre Konzentration beibehält, abnehmen. Somit ist die Syntheserate von B = Verbrauchsrate von B.Steady-State-Annahme: d (B) / dt = 0.
Was ist der Unterschied zwischen Gleichgewicht und Steady State?
• Im Gleichgewicht werden die Konzentrationen der Komponenten konstant gehalten, da die Reaktionsgeschwindigkeiten bei der Vorwärts- und Rückwärtsreaktion gleich sind.
• Im stationären Zustand werden nur einige Komponenten konstant gehalten, da ihre Syntheserate und die Verbrauchsrate gleich sind. Dazu müssen die Reaktionen nicht unbedingt im Gleichgewicht sein.
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• Im Gleichgewicht gibt es keine Nettoveränderung im gesamten System. Im stationären Zustand ändern sich jedoch die Reaktanten und Produkte; nur das Zwischenprodukt ist konstant. Empfohlen |
