Однорідні та неоднорідні хімічні баланси

Коли оборотні реакції досягають точки, коли швидкість утворення продуктів (пряма реакція) і Швидкість споживання продуктів (зворотна реакція) стає постійною і рівною, ми говоримо, що вона досягнута О Хімічний баланс. Кожна рівноважна реакція має a константа рівноваги (Kc) характеристика, яка змінюється лише при зміні температури. Якщо в реакції бере участь хоча б один газ, він також матиме константу тиску, символізовану Kp.

У тексті Постійні рівноваги Kc і Kp показано, що, щоб записати вирази цих констант, ми повинні перевірити їх фізичний стан. Таким чином, виникають два типи хімічної рівноваги, а саме:

1. Однорідний баланс: Це ті, в яких всі учасники реакції, будь то реагенти чи продукти, перебувають в однаковому агрегатному стані, і результат є однорідним аспектом у всій системі. Зазвичай однорідні рівноваги утворюються лише газами. Дивіться кілька прикладів нижче і зауважте, що лише остання рівновага є однорідною рівновагою рідини, оскільки всі хімічні речовини є водними розчинами. Також зауважте, що в цих випадках усі речовини відображатимуться у виразах Kc та Kp:

N_{2 (г)} + 3 год_{2 (г)} ↔ 2 NH_{3 (г)} К_ç = __[NH₃]²__ К_P = __(pNH₃)²__
[N₂]. [H₂]³ (pN₂). (рН₂)³

2 O_{3 (г)} ↔ 3 O_{2 (г)} К_ç = [O₂]³ К_P = (пил₂)³
[O₃]² (пил₃)²

H_{2 (г)} + Я_{2 (г)} ↔ 2 HI_(g) К_ç = __[ПРИВІТ]²__ К_P = __ (pHI)²__
[H₂]. [Я₂] (рН₂). (pI₂)

CO_(g) + НІ_{2 (г)} ↔СО_{2 (г)}+ БІЛЯ_(g) К_ç = [CO₂ ]. [БІЛЯ]К_P = (pCO₂ ). (СторБІЛЯ)
[БІЛЯ₂]. [CO] (pNO₂). (СторCO)

2 ТАК_{3 (г)} ↔ 2 ТАК_{2 (г)} + O_{2 (г)} К_ç = [ТІЛЬКИ₂]². [O₂]К_P= (pSO₂)². (СторО₂)
[ТІЛЬКИ₃]²(СторТІЛЬКИ₃)²

Віра²⁺_(тут) + Cu²⁺_(тут) ↔ Fe³⁺_(тут) + Cu⁺_(тут) К_Ç = [Віра³⁺]. [Ass⁺] К_P = не визначено.
[Віра²⁺]. [Ass²⁺]

Оскільки в ньому немає жодного газу, для цієї останньої хімічної рівноваги не існує вираження Kp.

На малюнку на початку тексту з правого боку зображена пляшка, що містить два рівноважні гази, які є діоксидом азоту (NO₂) і тетроксид динітрогену (N₂О₄):

2 НІ_{2 (г)} ↔ N₂О_{4 (г)} К_ç = [N₂О₄] К_P = (СторN₂О₄)
[БІЛЯ₂]² (СторБІЛЯ₂)²

Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)

НЕМАЄ₂ являє собою червонувато-коричневий газ, тоді як N₂О₄ він безбарвний, і в рівновазі вони змішуються, утворюючи своєрідну «газову хмару» світло-коричневого кольору протягом усього.

2. Неоднорідний баланс: Це ті, у яких принаймні одна з речовин, що беруть участь у реакції, знаходиться в іншому агрегатному стані, ніж інші, зазвичай у твердому стані. При цьому зовнішній вигляд системи не є однорідним, але можна візуалізувати різні фази.

У цих випадках, коли записуються вирази константи рівноваги, тверді речовини не слід писати, оскільки їх концентрації постійні.

Приклади:

HCl_(тут) + AgNO_{3 (вод.)} ↔ AgCl_(s) + HNO_{3 (вод.)} К_Ç = [HNO₃]____ К_P = не визначено.
[HCl]. [AgNO₃]

Ç_(s) + O_{2 (г)} ↔ CO_{2 (г)} К_Ç = [CO] К_P = (pCO)
[O₂] (пил₂)

Zn_(s) + Cu²⁺_(тут) ↔ жопа_(s) + Zn²⁺_(тут) К_Ç = [Дупа]²⁺] К_P = не визначено.
[Зн²⁺]

Собака_(s) + CO_{2 (г)} ↔ CaCO_{3 (s)} К_Ç = __1__ К_P = __1__
[CO₂] (pCO₂)

На ілюстрації, показаній на початку цього тексту, була показана пробірка з лівого боку, яка містила неоднорідну систему рівноваги. Це реакція між розчинами мідного (ІІ) сульфату та розчинів гідроксиду натрію. Дивись нижче:

CUSO_{4 (вод.)} + 2 NaOH_(тут) ↔ В₂ТІЛЬКИ_{4 (вод.)} + Cu (OH)_{2 (s)} К_Ç = [В₂ТІЛЬКИ₄]____ К_P = не визначено.
​ [CuSO]. [NaOH]

Зверніть увагу, що серед продуктів утворюється осад гідроксиду міді (II), який є твердим і добре видно посередині водного розчину. Синій колір обумовлений іонами міді, які присутні в системі.

* Редакційне оформлення зображення гідроксиду міді (II): Автор: ор Оsin / Зображення витягнуто з: вікімедіа спільноти

Дженніфер Фогача
Закінчив хімію

Хотіли б ви посилатися на цей текст у школі чи академічній роботі? Подивіться:

FOGAÇA, Дженніфер Роша Варгас. «Однорідні та неоднорідні хімічні баланси»; Бразильська школа. Доступно: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equilibrios-quimicos-homogeneos-heterogeneos.htm. Доступ 28 червня 2021 року.