Homogene og heterogene kjemiske balanser

Når reversible reaksjoner når et punkt der hastigheten med hvilken produkter dannes (direkte reaksjon) og hastigheten med hvilke produkter som forbrukes (omvendt reaksjon) blir konstant og like, sier vi at den er nådd O Kjemisk balanse. Hver likevektsreaksjon har en likevektskonstant (Kc) karakteristikk, som bare endres med temperaturvariasjon. Hvis det er minst en gass som deltar i reaksjonen, vil den også ha en trykkonstant, symbolisert med Kp.

I teksten Likevektskonstant Kc og Kp det er vist at for å skrive uttrykkene til disse konstantene, må vi sjekke deres fysiske tilstander. Dermed oppstår to typer kjemisk likevekt, som er:

1. Homogen balanse: Det er de der alle deltakerne i reaksjonen, enten de er reaktanter eller produkter, er i samme aggregeringstilstand, og resultatet er et homogent aspekt i hele systemet. Generelt dannes homogene likevekter bare av gasser. Se noen eksempler nedenfor og merk at bare den siste likevekten er en homogen flytende likevekt, da alle kjemiske arter er vandige løsninger. Legg også merke til at i disse tilfellene vil alle stoffer vises i uttrykkene 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)} ↔ 2 HI_(g) K_ç = __[HI]²__ K_P = __ (pHI)²__
[H₂]. [JEG₂] (pH₂). (pI₂)

CO_(g) + NEI_{2 (g)} ↔CO_{2 (g)}+ PÅ_(g) K_ç = [CO₂ ]. [PÅ]K_P = (pCO₂ ). (SPÅ)
[PÅ₂]. [CO] (pNO₂). (SCO)

2 SÅ_{3 (g)} SO 2 SÅ_{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 definert.
[Tro²⁺]. [Ass²⁺]

Siden den ikke har noen gass, er det ikke uttrykk for Kp for denne siste kjemiske likevekten.

Figuren i begynnelsen av teksten viser på høyre side en flaske som inneholder to gasser i likevekt, som er nitrogendioksid (NO₂) og dinitrogentetroksid (N₂O₄):

2 NEI_{2 (g)} ↔ N₂O_{4 (g)} K_ç = [N₂O₄] K_P = (SN₂O₄)
[PÅ₂]² (SPÅ₂)²

Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)

NEI₂ er en rødbrun gass, mens N₂O₄ den er fargeløs, og i likevekt blandes de og danner en slags "gasssky" med lysebrun farge i hele sin helhet.

2. Heterogen balanse: Det er de hvor minst ett av stoffene som deltar i reaksjonen er i en annen fysisk tilstand enn de andre, vanligvis i fast tilstand. Med dette er systemets utseende ikke ensartet, men det er mulig å visualisere forskjellige faser.

I disse tilfellene, når uttrykkene for likevektskonstanten er skrevet, skal ikke faste stoffer skrives, ettersom konsentrasjonen er konstant.

Eksempler:

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

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

Zn_(s) + Cu²⁺_(her) Rumpa_(s) + Zn²⁺_(her) K_Ç = [Ass]²⁺] K_P = er ikke definert.
[Zn²⁺]

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

I illustrasjonen presentert i begynnelsen av denne teksten ble det vist et prøverør på venstre side som inneholdt et heterogent likevektssystem. Dette er reaksjonen mellom kobber (II) sulfat og natriumhydroksydløsninger. Se nedenfor:

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

Merk at det blant produktene dannes utfelt kobber (II) hydroksyd, som er fast og er godt synlig midt i den vandige løsningen. Den blå fargen skyldes kobberioner som er tilstede i systemet.

* Redaksjonell kreditt av kobber (II) hydroksidbilde: Forfatter: ор Оsin / Bilde hentet fra: wikimedia allmenning

Av Jennifer Fogaça
Uteksamen i kjemi

Vil du referere til denne teksten i et skole- eller akademisk arbeid? Se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Homogene og heterogene kjemiske balanser"; Brasilskolen. Tilgjengelig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equilibrios-quimicos-homogeneos-heterogeneos.htm. Tilgang 28. juni 2021.