Ključna razlika med kemijskim ravnovesjem in dinamičnim ravnovesjem je v tem, da kemijsko ravnovesje opisuje stanje, pri katerem se koncentracije reaktantov in produktov ne spremenijo, medtem ko dinamično ravnotežje opisuje stanje, pri katerem se razmerje reaktantov in produktov ne spreminjajo, vendar se snovi premikajo med kemikalijami z enako hitrostjo.
Ko se eden ali več reaktantov pretvori v produkte, gredo lahko skozi različne modifikacije in energetske spremembe. Kemične vezi v reaktantih se trgajo in nastajajo nove vezi, ki ustvarjajo produkte, ki so popolnoma drugačni od reaktantov. To vrsto kemijske modifikacije imenujemo kemijska reakcija. Termodinamika je preučevanje transformacij energije, ki se ukvarja z energijo in položajem ravnovesja v reakciji.
Kaj je kemijsko ravnovesje?
Kemijsko ravnotežje je stanje, v katerem so tako reaktanti kot produkti prisotni v koncentracijah, ki se s časom ne nagibajo več k spreminjanju. Nekatere reakcije so reverzibilne, nekatere pa ireverzibilne. Pri reakciji se reaktanti pretvorijo v produkte. In v nekaterih reakcijah se reaktanti ponovno ustvarijo iz produktov. Zato je ta vrsta reakcije reverzibilna.
Pri ireverzibilnih reakcijah se reaktanti, ko se pretvorijo v produkte, ne regenerirajo več iz produktov. Pri reverzibilni reakciji, ko gredo reaktanti v produkte, to imenujemo reakcija naprej, ko gredo produkti v reaktante, pa je to povratna reakcija.
Slika 01: Zmanjšanje količine reaktantov (v rdeči barvi) in povečanje količine produktov (v modri barvi) po kemijskem ravnovesju
Narava reakcije
Ko je hitrost reakcije naprej in nazaj enaka, je reakcija v ravnovesju. Zato se čez nekaj časa količina reaktantov in produktov ne spremeni. Reverzibilne reakcije vedno težijo k doseganju ravnovesja in to ravnotežje ohranjajo. Ko je sistem v ravnovesju, količina produktov in reaktantov ni nujno enaka. Reaktantov je lahko več kot produktov ali obratno. Edina zahteva v ravnotežni enačbi je ohranjanje konstantne količine obeh skozi čas. Za reakcijo v ravnotežju lahko definiramo konstanto ravnotežja; kjer je enaka razmerju med koncentracijo produktov in koncentracijo reakcij.
K=[izdelek] /[reaktant]m
Kjer sta n in m stehiometrična koeficienta produkta in reaktanta. Pri ravnotežni reakciji, če je prednja reakcija eksotermna, je povratna reakcija endotermna in obratno. Običajno so si vsi ostali parametri za reakcije naprej in nazaj nasprotni. Torej, če želimo olajšati eno od reakcij, moramo preprosto prilagoditi parametre, da omogočimo to reakcijo.
Kaj je dinamično ravnovesje?
Dinamično ravnotežje je tudi vrsta ravnovesja, kjer se količine produktov in reaktantov sčasoma ne spreminjajo. Vendar pa v dinamičnem ravnovesju dejstvo, da se količine ne spremenijo, ne pomeni, da se je reakcija ustavila. Namesto tega reakcija poteka tako, da ostanejo količine nespremenjene (neto sprememba je nič).
Slika 02: Sprememba reakcij naprej in nazaj v dinamičnem ravnotežju
Preprosto beseda "dinamično ravnotežje" pomeni, da je reakcija reverzibilna in se nadaljuje. Za vzpostavitev dinamičnega ravnovesja mora biti sistem zaprt, tako da nobena energija ali snov ne uhaja iz sistema.
Kakšna je razlika med kemijskim in dinamičnim ravnovesjem?
Dinamično ravnotežje je vrsta kemijskega ravnovesja. Ključna razlika med kemijskim ravnovesjem in dinamičnim ravnovesjem je v tem, da kemijsko ravnovesje opisuje stanje, v katerem se koncentracije reaktantov in produktov ne spremenijo, medtem ko dinamično ravnovesje opisuje stanje, v katerem se razmerje reaktantov in produktov ne spremeni, vendar se snovi premikajo med kemikalijami z enako hitrostjo.
Poleg tega se v dinamičnem ravnovesju reakcija nadaljuje, vendar količina reaktantov in produktov ostane nespremenjena, ker sta hitrosti reakcije naprej in nazaj enaki. V kemijskem ravnovesju lahko pride do nekaterih primerov, ko količine produktov in reaktantov ostanejo nespremenjene, ker se je reakcija ustavila. To je torej tudi razlika med kemičnim in dinamičnim ravnovesjem.
Spodnja infografika o razliki med kemijskim in dinamičnim ravnovesjem nudi več informacij o teh razlikah.
Povzetek – kemijsko ravnovesje proti dinamičnemu ravnotežju
Ravnovesje je stanje sistema, ki ne kaže neto sprememb. Kemijsko ravnotežje doseže to stanje, ko se reakcija ustavi, medtem ko dinamično ravnovesje doseže to stanje, ko sta hitrosti reakcije naprej in nazaj enaki. Ključna razlika med kemijskim ravnovesjem in dinamičnim ravnovesjem je v tem, da kemijsko ravnovesje opisuje stanje, pri katerem se koncentracije reaktantov in produktov ne spremenijo, medtem ko dinamično ravnovesje opisuje stanje, pri katerem se razmerje reaktantov in produktov ne spremeni, snovi pa premikajte med kemikalijami z enako hitrostjo.
