Homogene og heterogene kemiske balancer

Når reversible reaktioner når et punkt, hvor hastigheden, hvormed produkter dannes (direkte reaktion), og hastighed, hvormed produkter forbruges (omvendt reaktion) bliver konstant og lige, vi siger, at den er nået O Kemisk balance. Hver ligevægtsreaktion har en ligevægtskonstant (Kc) karakteristik, som kun ændres med temperaturvariation. Hvis der er mindst én gas, der deltager i reaktionen, vil den også have en trykkonstant, symboliseret med Kp.

I teksten Ligevægtskonstant Kc og Kp det er vist, at vi skal kontrollere deres fysiske tilstande for at skrive udtryk for disse konstanter. Således opstår to typer kemisk ligevægt, som er:

1. Homogen balance: Det er dem, hvor alle deltagere i reaktionen, hvad enten de er reaktanter eller produkter, er i samme tilstand af sammenlægning, og resultatet er et homogent aspekt i hele systemet. Generelt dannes homogene ligevægter kun af gasser. Se nogle eksempler nedenfor, og bemærk, at kun den sidste ligevægt er en homogen flydende ligevægt, da alle kemiske arter er vandige opløsninger. Bemærk også, at i disse tilfælde vil alle stoffer vises i udtryk for Kc og Kp:

N_{2 (g)} + 3 H_{2 (g)} NH 2 NH_{3 (g)} K_ç = __[NH₃]²__ K_P = __(pNH₃)²__
[N₂]. [H₂]³ (pN₂). (pH₂)³

2 O_{3 (g)} ↔ 3 O_{2 (g)} K_ç = [O₂]³ K_P = (støv₂)³
[O₃]² (støv₃)²

H_{2 (g)} + Jeg_{2 (g)} H 2 HI_(g) K_ç = __[HEJ]²__ K_P = __ (pHI)²__
[H₂]. [JEG₂] (pH₂). (pI₂)

CO_(g) + NEJ_{2 (g)} ↔CO_{2 (g)}+ VED_(g) K_ç = [CO₂ ]. [VED]K_P = (pCO₂ ). (SVED)
[VED₂]. [CO] (pNO₂). (SCO)

2 SÅ_{3 (g)} SO 2 SO_{2 (g)} + O_{2 (g)} K_ç = [KUN₂]². [O₂]K_P= (pSO₂)². (SO₂)
[KUN₃]²(SKUN₃)²

Tro²⁺_(her) + Cu²⁺_(her) ↔ Fe³⁺_(her) + Cu⁺_(her) K_Ç = [Tro³⁺]. [Ass⁺] K_P = er ikke defineret.
[Tro²⁺]. [Ass²⁺]

Da den ikke har nogen gas, er der for denne sidste kemiske ligevægt ingen udtryk for Kp.

Figuren i begyndelsen af ​​teksten viser på højre side en flaske indeholdende to gasser i ligevægt, som er nitrogendioxid (NO₂) og dinitrogentetroxid (N₂O₄):

2 NEJ_{2 (g)} ↔ N₂O_{4 (g)} K_ç = [N₂O₄] K_P = (SN₂O₄)
[VED₂]² (SVED₂)²

Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)

INGEN₂ er en rødbrun gas, mens N₂O₄ det er farveløst, og i ligevægt blandes de og danner en slags "gassky" i lysebrun farve i hele sin helhed.

2. Heterogen balance: Det er dem, hvor mindst et af stofferne, der deltager i reaktionen, er i en anden fysisk tilstand end de andre, normalt i fast tilstand. Med dette er systemets udseende ikke ensartet, men det er muligt at visualisere forskellige faser.

I disse tilfælde, når udtryk for ligevægtskonstanten skrives, skal faste stoffer ikke skrives, da deres koncentrationer er konstante.

Eksempler:

HCI_(her) + AgNO_{3 (aq)} ↔ AgCl_(s) + HNO_{3 (aq)} K_Ç = [HNO₃]____ K_P = er ikke defineret.
[HCI]. [AgNO₃]

Ç_(s) + O_{2 (g)} ↔ CO_{2 (g)} K_Ç = [CO] K_P = (pCO)
[O₂] (støv₂)

Zn_(s) + Cu²⁺_(her) ↔ røv_(s) + Zn²⁺_(her) K_Ç = [Røv]²⁺] K_P = er ikke defineret.
[Zn²⁺]

Hund_(s) + CO_{2 (g)} ↔ CaCO_{3 (r)} K_Ç = __1__ K_P = __1__
[CO₂] (pCO₂)

I illustrationen præsenteret i begyndelsen af ​​denne tekst blev der vist et reagensglas på venstre side, der indeholdt et heterogent ligevægtssystem. Dette er reaktionen mellem kobber (II) sulfat og natriumhydroxidopløsninger. Se nedenunder:

CUSO_{4 (aq)} + 2 NaOH_(her) ↔ I₂KUN_{4 (aq)} + Cu (OH)_{2 (s)} K_Ç = [På₂KUN₄]____ K_P = er ikke defineret.
​ [CuSO]. [NaOH]

Bemærk, at der blandt produkterne dannes det udfældede kobber (II) hydroxid, som er fast og er tydeligt synligt midt i den vandige opløsning. Den blå farve skyldes kobberioner, der er til stede i systemet.

* Redaktionel kredit for kobber (II) hydroxidbillede: Forfatter: ор Оsin / Billede ekstraheret fra: wikimedia fælles

Af Jennifer Fogaça
Uddannet i kemi

Vil du henvise til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Homogene og heterogene kemiske balancer"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equilibrios-quimicos-homogeneos-heterogeneos.htm. Adgang til 28. juni 2021.