Dinamiese ewewig: 11 interessante feite om te weet

In die geval van omkeerbare chemiese reaksies, word gesê dat die term Dinamiese ewewig slegs bereik word wanneer die tempo van die terugwaartse reaksie gelyk is aan die tempo van die voorwaartse reaksie tydens die reaksieproses. Die agtervoegsel 'Dynamies' word hoofsaaklik gebruik om te beskryf dat die chemiese reaksie aan die gang is. Enkele voorbeelde van dinamiese ewewig word hieronder gegee.

Dinamiese ewewig kan bereik word wanneer die voorwaartse reaksie en die terugwaartse reaksie steeds plaasvind, maar die voorkomstempo van beide die reaksies is egter gelyk en onveranderlik maw hulle is in ewewig. Met ander woorde, daar word gesê dat enige chemiese reaksie in dinamiese ewewig is wanneer die tempo van die voorwaartse reaksie gelyktydig gelykstaande is aan die tempo van terugwaartse reaksie en die chemiese reaksie omkeerbaar is. Enkele voorbeelde van dinamiese ewewig is:

NaCl reaksie

Byvoorbeeld, as ons 'n versadigde oplossing met 'n waterige oplossing van NaCl neem en dan 'n paar vaste kristalle van NaCl byvoeg, word gesien dat die natriumchloried gelyktydig in die oplossing oplos en herkristalliseer. Ons kan sê dat die reaksie van die waterige oplossing van natriumchloried wat oplos in natrium- en chloriedione gegee deur die vergelyking NaCl(s) ⇌ Na+(aq) + Cl-(aq) is in dinamiese ewewig wanneer die tempo van die oplossing van die natriumchloriedoplossing gelyk is aan die tempo van herkristallisasie van Na+(aq) en Cl-(aq)-ione is.

Stikstofdioksied-Koolstofmonoksied reaksie

Kom ons neem nog 'n voorbeeld van dinamiese ewewig: Stikstofdioksiedgas reageer met Koolstofmonoksied om stikstofmonoksiedgas en koolstofdioksied te vorm soos in die vergelyking getoon NO2(g) + CO(g) ⇌ NO(g) + CO2(g). Dit is 'n omkeerbare chemiese reaksie. Daar word gesê dat hierdie reaksie in dinamiese ewewig is wanneer die reaksietempo van stikstofdioksied met koolstofmonoksied gelyk is aan die reaksietempo van koolstofdioksied en stikstofmonoksied.

Asynsuurreaksie

Dinamiese ewewig kan gesien word in 'n enkelfase sisteem soos 'n suur-basiese ioon-ewewig in 'n H2O oplossing. Byvoorbeeld, 'n waterige oplossing van asynsuur dissosieer in sy H+(suur) en basiese ione terwyl dit gelyktydig deur dieselfde ione geproduseer word. Hierdie reaksie word gegee deur die vergelyking: CH3COOH ⇌ CH3COO + H+

Koolstofdioksied reaksie

Ons het ook voorbeelde van dinamiese ewewig in ons daaglikse lewe waargeneem. Een so 'n voorbeeld is 'n verseëlde koeldrankblikkie of bottel. 'n Verseëlde koeldrankbottel bevat koolstofdioksied in beide vloeibare vorm en die gasvorm (in die vorm van borrels) saam met die koeldrank. Die gasfase van koolstofdioksied is in dinamiese ewewig met die vloeistof/waterfase van koolstofdioksied. Die vloeibare fase van koolstofdioksied word omgeskakel in sy gasfase teen dieselfde tempo as wat die gasfase van koolstofdioksied in die vloeibare vorm van koolstofdioksied oplos. Die vergelyking van die genoemde reaksie word gegee as CO2(g) CO2(aq). 

Voorbeelde van dinamiese ewewig
Koolstofdioksiedborrels wat in 'n koeldrankbottel dryf. (Voorbeeld van dinamiese ewewig)Beeldbron: af:Gebruiker:SpiffSoda borrels makro, gemerk as publieke domein, meer besonderhede oor Wikimedia Commons

Stikstof- en waterstofreaksie

Industriële ammoniak sintese deur gebruik te maak van Haber se proses is ook 'n voorbeeld van 'n reaksie wat in 'n dinamiese ewewig kan wees. Die reaksie word deur die vergelyking gegeeN2 (g) + 3H2 (g) ⇌ 2NH3 (g). Hierin kombineer stikstof- en waterstofmolekules om ammoniak te vorm en ammoniak disintegreer gelyktydig om die stikstof- en waterstofmolekules te vorm.

Stikstofdioksied reaksie

Nog 'n voorbeeld van dinamiese ewewig is die dimerisasie van stikstofdioksied in die gasfase. Die reaksie word deur die vergelyking gegee 2NEE ⇌ N2O4

Kom ons delf 'n bietjie dieper om die konsep van dinamiese ewewig beter te verstaan.

Wat is die voorbeelde van reaksies wat nooit in dinamiese ewewig kan wees nie?

Onomkeerbare reaksies kan nooit in dinamiese ewewig wees nie. In hierdie soort reaksies word die reaktante in produkte omgeskakel, maar omgekeerd vind nie plaas nie. Sodoende word enige moontlikheid om dinamiese ewewig daar te stel uitgeskakel.

Een so 'n voorbeeld is die reaksie van yster met waterdamp om roes te vorm. Dit word gegee deur die vergelyking:

 4 Fe(s) + 6 H2O(l) + 3O2 (g) → 4 Fe(OH)(S)

Roes kan nie terug disintegreer in yster en waterdamp nie. Ons kan sien dat omdat dit 'n onomkeerbare reaksie is, die pyl van die reaktante na produkte slegs in 'n enkele rigting wys.

Roesvorming wanneer 'n geverfde ysteroppervlak aan die atmosfeer blootgestel word. (voorbeeld van dinamiese ewewig) Beeldbron: Onnosele vyandeLiefde deur SillyPuttyEnemiesCC BY-SA 3.0

Nog 'n voorbeeld van 'n onomkeerbare reaksie is die reaksie van 'n brandstof met atmosferiese suurstof om koolstofdioksied en waterdamp te vorm. Hierdie reaksie word deur die vergelyking gegee

Brandstof + O2 → CO2 + H2O

Dit word die verbrandingsreaksie genoem. Die produkte, naamlik koolstofdioksied en waterdamp, kan nie terug reageer om brandstof en suurstof te produseer nie. Daarom is die reaksie eensydig.

Vlamme van verbranding van brandstof. Beeldbron: (voorbeeld van dinamiese ewewig) Einar Helland Berger, (voorbeeld van dinamiese ewewig)  Et baalCC BY-SA 2.5

Daar kan baie voorbeelde wees van sulke onomkeerbare reaksies waar die produkte nie kan terugkeer na die reaktante nie. In al sulke reaksies is dit nie moontlik om 'n dinamiese ewewig tussen die produkte en die reaktante te vestig nie.

Hoe om dinamiese ewewig in 'n sisteem te handhaaf?

Dit is moeilik om 'n dinamiese ewewig in 'n reaksie te handhaaf. Elke effense verandering in die temperatuur, druk of konsentrasie van 'n reaksie het die vermoë om die dinamiese ewewig te verskuif of af te slaan.

Om hierdie rede word die koeldrankbottel plat of verloor die borrels nadat dit oopgelaat is. Sodra die blikkie oopgemaak is, is die koolstofdioksied in die gasfase in staat om te reageer of met die atmosferiese koolstofdioksied en ander gasse te reageer. Dit is dus nie meer 'n geslote stelsel nie. Dit stel die gasvormige koolstofdioksied vry wat in die vorm van borrels teenwoordig was en stoot die dinamiese ewewig af wat voorheen tot stand gebring is toe die bottel verseël is.  

Wat is die voorwaardes vir dinamiese ewewig?

Die voorwaardes wat nodig is vir dinamiese ewewig in 'n reaksie word soos volg gegee:

  • TDie hoeveelheid reaktante en produkte moet onveranderd wees soos dié aan die begin van die reaksie. Dit word nie toegelaat om eksterne reaktante tydens die reaksie by te voeg nie.
  • Die reaksie moet in 'n geslote sisteem wees sodat geen ander invloed of stowwe by die reaksie opgetel kan word nie.
  • Die reaksie moet omkeerbaar van aard wees.
  • Dit is belangrik om die fisiese parameters soos temperatuur, druk, ens. regdeur die reaksie in ewewig te handhaaf.

Hoe om vas te stel dat 'n sisteem in dinamiese ewewig is?

Ons kan sê dat in dinamiese ewewig 'n sisteem in 'n bestendige toestand is, maw die veranderlikes in 'n chemiese reaksie verander nie met tyd nie aangesien die tempo van die omkeerbare en voorwaartse reaksies gelyk is. 

  • As ons 'n reaksie by dinamiese ewewig waarneem, dan sal ons geen verandering kan sien nie en dit sal lyk asof geen reaksie plaasvind nie. Die reaksie wat in die aanstuurrigting plaasvind word egter vergoed deur die reaksie wat gelyktydig in die omgekeerde rigting plaasvind.
  • IAs jy 'n reaksie kry, kan jy uitmaak of die reaksie in dinamiese ewewig is of nie deur die hoeveelheid of hoeveelheid van die reaktante en produkte van die reaksie waar te neem. As jy sien dat die hoeveelheid produk die hoeveelheid reaktante oorskry of die hoeveelheid reaktante die hoeveelheid produkte oorskry, dan kan jy die moontlikheid van dinamiese ewewig in die reaksie uitskakel.
  • As jy egter sien dat die hoeveelheid produk en reaktant dieselfde bly as dié aan die begin van die reaksie, maw die hoeveelheid reaktante en produkte bly onveranderd regdeur die reaksie, dan is dit dalk in dinamiese ewewig of nie. Soms is die veranderinge in die hoeveelheid produkte en reaktante baie klein wat dit moeilik maak om met die blote oë opgespoor te word. Op ander tye kan die reaksie in statiese ewewig wees.

Wat is statiese ewewig?

Statiese ewewig in 'n reaksie verwys na die fase waar die reaksie tot stilstand is of daar geen reaksie tussen die reaktante of die produkte plaasvind nie.

Ons kan sê dat in die geval van statiese ewewig, die tempo van aanstuurreaksie en die tempo van terugwaartse reaksie beide nul is. Die hoeveelheid produkte en die reaktante bly onveranderd. 'n Voorbeeld van statiese ewewig is die proses wat die vorming van grafiet uit diamant behels en omgekeerd. Die reaksie word deur die vergelyking gegee C(diamant) ⇌ C(grafiet)

'n Grafietmonster wat miljoene jare sou neem om in 'n diamant omskep te word. Beeldbron: (voorbeeld van dinamiese ewewig) Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0, Grafiet-233436CC BY-SA 3.0

Die stabiliteit van grafiet is meer as dié van 'n diamant. Mens moet grafiet so hoog as 2000°C of meer verhit om die aktivering daarvan te aktiveer energie en omskep dit in 'n diamant. In kamertemperatuur sal hierdie omskakeling miljoene jare neem om te voltooi. Daar sal 'n oneindige hoeveelheid omskakeling tussen die twee stowwe in algemene toestande wees. Daar kan dus gesê word dat hierdie reaksie by kamertemperatuur by statiese ewewig is.

Wat is die verskille tussen 'n dinamiese en 'n statiese ewewig?

Statiese ewewigDinamiese ewewig
Hierdie tipe ewewig kan in die algemeen in onomkeerbare reaksies bereik word.Hierdie tipe ewewig kan in die algemeen in omkeerbare reaksies bereik word.
Die reaktante en produkte neem nie deel aan enige vorm van reaksie nadat ekwilibrium bereik is nie.Die reaktante en produkte neem gelyktydig deel aan die reaksie selfs nadat ewewig bereik is.
Die tempo van aanstuur chemiese reaksie (tussen die reaktante) en die tempo van terugwaartse chemiese reaksie (tussen die produkte) is beide gelyk aan nul, maw hulle reageer nie met mekaar nie.Daar word gesê dat die tempo van chemiese reaksie (tussen die reaktante) gelykstaande is aan die tempo van omgekeerde chemiese reaksie (tussen die produkte).
Hierdie tipe ewewig kan in beide oop en geslote sisteme gesien word.Hierdie tipe ewewig kan slegs in geslote sisteme gesien word.
In 'n chemiese reaksie is statiese ewewig die fase waar die reaksie tot stilstand kom, maw daar vind geen verdere reaksie tussen die reaktante of die produkte plaas nie.In 'n chemiese reaksie is dinamiese ewewig die fase wat slegs bereik word wanneer die tempo van die omgekeerde chemiese reaksie gelyktydig is aan die tempo van die voorwaartse chemiese reaksie tydens die reaksieproses.
Dit word hoofsaaklik in 'n meganiese konteks gebruik.Dit word hoofsaaklik in 'n chemiese konteks gebruik
  

Ons hoop dat hierdie pos al die nodige inligting verskaf het rakende die voorbeeld van dinamiese ewewig.

Scroll na bo