Homogena och heterogena kemiska balanser

När reversibla reaktioner når en punkt där hastigheten med vilken produkter bildas (direkt reaktion) och hastighet med vilken produkter konsumeras (omvänd reaktion) blir konstant och lika, säger vi att den har uppnåtts O Kemisk balans. Varje jämviktsreaktion har en jämviktskonstant (Kc) karakteristik, som endast ändras med temperaturvariation. Om det är minst en gas som deltar i reaktionen, kommer den också att ha en tryckkonstant, symboliserad av Kp.

I texten Jämviktskonstant Kc och Kp det visas att för att skriva uttryck för dessa konstanter måste vi kontrollera deras fysiska tillstånd. Således uppstår två typer av kemisk jämvikt, som är:

1. Homogen balans: Det är de där alla deltagare i reaktionen, oavsett om de är reaktanter eller produkter, befinner sig i samma aggregationstillstånd, och resultatet är en homogen aspekt i hela systemet. Generellt bildas homogena jämvikter endast av gaser. Se några exempel nedan och notera att endast den sista jämvikten är en homogen flytande jämvikt, eftersom alla kemiska arter är vattenlösningar. Observera också att i dessa fall kommer alla ämnen att visas i uttrycken Kc och 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 = (damm₂)³
[O₃]² (damm₃)²

H_{2 (g)} + Jag_{2 (g)} ↔ 2 HI_(g) K_ç = __[HEJ]²__ K_P = __ (pHI)²__
[H₂]. [Jag₂] (pH₂). (pi₂)

CO_(g) + NEJ_{2 (g)} ↔CO_{2 (g)}+ VID_(g) K_ç = [CO₂ ]. [VID]K_P = (pCO₂ ). (SVID)
[VID₂]. [CO] (pNO₂). (SCO)

2 SÅ_{3 (g)} SO 2 SO_{2 (g)} + O_{2 (g)} K_ç = [ENDAST₂]². [O₂]K_P= (pSO₂)². (SO₂)
[ENDAST₃]²(SENDAST₃)²

Tro²⁺_(här) + Cu²⁺_(här) ↔ Fe³⁺_(här) + Cu⁺_(här) K_Ç = [Tro³⁺]. [Röv⁺] K_P = definieras inte.
[Tro²⁺]. [Röv²⁺]

Eftersom den inte har någon gas finns det inget uttryck för Kp för denna sista kemiska jämvikt.

Figuren i början av texten visar på höger sida en flaska som innehåller två gaser i jämvikt, vilka är kvävedioxid (NO₂och kvävetetroxid (N₂O₄):

2 NEJ_{2 (g)} ↔ N₂O_{4 (g)} K_ç = [N₂O₄] K_P = (SN₂O₄)
[VID₂]² (SVID₂)²

Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)

NEJ₂ är en rödbrun gas, medan N₂O₄ den är färglös och i jämvikt blandar de sig och bildar ett slags ”gasmoln” i ljusbrun färg i sin helhet.

2. Heterogen balans: Det är de där åtminstone en av substanserna som deltar i reaktionen är i ett annat fysiskt tillstånd än de andra, vanligtvis i fast tillstånd. Med detta är systemets utseende inte enhetligt, men det är möjligt att visualisera olika faser.

I dessa fall, när uttryck för jämviktskonstanten skrivs, bör fasta ämnen inte skrivas, eftersom deras koncentrationer är konstanta.

Exempel:

HCl_(här) + AgNO_{3 (aq)} ↔ AgCl_(s) + HNO_{3 (aq)} K_Ç = [HNO₃]____ K_P = definieras inte.
[HCl]. [AgNO₃]

Ç_(s) + O_{2 (g)} ↔ CO_{2 (g)} K_Ç = [CO] K_P = (pCO)
[O₂] (damm₂)

Zn_(s) + Cu²⁺_(här) ↔ röv_(s) + Zn²⁺_(här) K_Ç = [Röv]²⁺] K_P = definieras inte.
[Zn²⁺]

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

I bilden som presenterades i början av denna text visades ett provrör på vänster sida som innehöll ett heterogent jämviktssystem. Detta är reaktionen mellan koppar (II) sulfat och natriumhydroxidlösningar. Se nedan:

CUSO_{4 (aq)} + 2 NaOH_(här) ↔ I₂ENDAST_{4 (aq)} + Cu (OH)_{2 (s)} K_Ç = [På₂ENDAST₄]____ K_P = definieras inte.
​ [CuSO]. [NaOH]

Observera att bland produkterna bildas den utfällda koppar (II) hydroxiden, som är fast och är tydligt synlig i mitten av den vattenhaltiga lösningen. Den blå färgen beror på kopparjoner som finns i systemet.

* Redaktionell kredit av koppar (II) hydroxidbild: Författare: ор Оsin / Bild extraherad från: wikimedia allmänt

Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi

Vill du hänvisa till texten i en skola eller ett akademiskt arbete? Se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Homogena och heterogena kemiska balanser"; Brasilien skola. Tillgänglig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equilibrios-quimicos-homogeneos-heterogeneos.htm. Åtkomst den 28 juni 2021.