Homogenní a heterogenní chemické bilance

Když reverzibilní reakce dosáhnou bodu, kdy rychlost tvorby produktů (přímá reakce) a rychlost, s jakou se produkty spotřebovávají (reverzní reakce), jsou konstantní a stejné, říkáme, že toho bylo dosaženo Ó Chemická rovnováha. Každá rovnovážná reakce má a rovnovážná konstanta (Kc) charakteristika, která se mění pouze s kolísáním teploty. Pokud se reakce účastní alespoň jeden plyn, bude mít také tlakovou konstantu, symbolizovanou Kp.

V textu Rovnovážná konstanta Kc a Kp je ukázáno, že abychom mohli psát výrazy těchto konstant, musíme zkontrolovat jejich fyzikální stavy. Vznikají tedy dva typy chemických rovnováh, kterými jsou:

1. Homogenní rovnováha: Jsou to ti, ve kterých jsou všichni účastníci reakce, ať už jsou to reaktanty nebo produkty, ve stejném stavu agregace a výsledkem je homogenní aspekt v celém systému. Obecně homogenní rovnováhy jsou tvořeny pouze plyny. Níže uvádíme několik příkladů a všimněte si, že pouze poslední rovnováha je homogenní kapalnou rovnováhou, protože všechny chemické látky jsou vodné roztoky. Všimněte si také, že v těchto případech se všechny látky objeví ve výrazech Kc a Kp:

N_{2 (g)} + 3 H_{2 (g)} ↔ 2 NH_{3 (g)} K._C = __[NH₃]²__ K._P = __(pNH₃)²__
[N₂]. [H₂]³ (pN₂). (pH₂)³

2 O._{3 (g)} ↔ 3 O._{2 (g)} K._C = [Ó₂]³ K._P = (prach₂)³
[Ó₃]² (prach₃)²

H_{2 (g)} + Já_{2 (g)} ↔ 2 HI_(G) K._C = __[AHOJ]²__ K._P = __ (pHI)²__
[H₂]. [Já₂] (pH₂). (obr₂)

CO_(G) + NE_{2 (g)} ↔CÓ_{2 (g)}+ NA_(G) K._C = [CO₂ ]. [NA]K._P = (pCO₂ ). (StrNA)
[NA₂]. [CO] (pNO₂). (StrCO)

2 SO_{3 (g)} ↔ 2 SO_{2 (g)} + O._{2 (g)} K._C = [POUZE₂]². [Ó₂]K._P= (pSO₂)². (StrÓ₂)
[POUZE₃]²(StrPOUZE₃)²

Víra²⁺_(tady) + Cu²⁺_(tady) ↔ Fe³⁺_(tady) + Cu⁺_(tady) K._C = [Faith³⁺]. [Osel⁺] K._P = není definováno.
[Víra²⁺]. [Osel²⁺]

Protože nemá žádný plyn, není pro tuto poslední chemickou rovnováhu vyjádření Kp.

Na obrázku na začátku textu na pravé straně láhev obsahující dva rovnovážné plyny, konkrétně oxid dusičitý (NO₂) a oxid dusný (N₂Ó₄):

2 NE_{2 (g)} ↔ N₂Ó_{4 (g)} K._C = [N₂Ó₄] K._P = (StrN₂Ó₄)
[NA₂]² (StrNA₂)²

Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)

NE₂ je červenohnědý plyn, zatímco N₂Ó₄ je bezbarvý a v rovnováze se mísí a tvoří celý druh jakési „plynového mraku“ světle hnědé barvy.

2. Heterogenní rovnováha: Jsou to látky, ve kterých je alespoň jedna z látek účastnících se reakce v jiném fyzickém stavu než ostatní, obvykle v pevném stavu. Díky tomu není vzhled systému jednotný, ale je možné vizualizovat různé fáze.

V těchto případech, kdy jsou zapsány výrazy rovnovážné konstanty, pevné látky by neměly být psány, protože jejich koncentrace jsou konstantní.

Příklady:

HCl_(tady) + AgNO_{3 (aq)} ↔ AgCl_(s) + HNO_{3 (aq)} K._C = [HNO₃]____ K._P = není definováno.
[HCl]. [AgNO₃]

C_(s) + O._{2 (g)} ↔ CO_{2 (g)} K._C = [CO] K._P = (pCO)
[Ó₂] (prach₂)

Zn_(s) + Cu²⁺_(tady) ↔ zadek_(s) + Zn²⁺_(tady) K._C = [Osel]²⁺] K._P = není definováno.
[Zn²⁺]

Pes_(s) + CO_{2 (g)} ↔ CaCO_{3 (s)} K._C = __1__ K._P = __1__
[CO₂] (pCO₂)

Na ilustraci představené na začátku tohoto textu byla ukázána zkumavka na levé straně, která obsahovala heterogenní rovnovážný systém. Jedná se o reakci mezi roztoky síranu měďnatého a hydroxidu sodného. Viz. níže:

KUSO_{4 (aq)} + 2 NaOH_(tady) ↔ v₂POUZE_{4 (aq)} + Cu (OH)_{2 (s)} K._C = [Na₂POUZE₄]____ K._P = není definován.
​ [CuSO]. [NaOH]

Všimněte si, že mezi produkty se tvoří vysrážený hydroxid měďnatý, který je pevný a je jasně viditelný ve vodném roztoku. Modrá barva je způsobena ionty mědi, které jsou v systému přítomny.

* Redakční kredit obrázku hydroxidu měďnatého: Autor: ор Оsin / Obrázek extrahován z: wikimedia Commons

Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii

Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Homogenní a heterogenní chemické bilance"; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equilibrios-quimicos-homogeneos-heterogeneos.htm. Zpřístupněno 28. června 2021.