動態平衡:要知道的11 個有趣的事實
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我們也在日常生活中觀察到動態平衡的例子。
一個這樣的例子是密封的汽水罐或瓶子。
密封的汽水瓶中含有液態和氣態(氣泡形式)的二氧化碳以及蘇打水 ...
跳到內容在可逆化學反應的情況下,只有在反應過程中逆反應的速率等於正向反應的速率時,才說達到動態平衡。
後綴“動態”主要用於描述正在進行的化學反應。
下面給出了一些動態平衡的例子。
當正反應和逆反應仍在發生時可以達到動態平衡,但是,這兩種反應的發生率相等且不變,即它們處於平衡狀態。
換句話說,當正向反應的速率與逆向反應的速率同時相等並且化學反應是可逆的時,任何化學反應都被稱為處於動態平衡狀態。
動態平衡的一些例子是:氯化鈉反應例如,如果我們取具有NaCl水溶液的飽和溶液,然後加入一些NaCl固體晶體,可以看到氯化鈉在溶液中以相同的速度同時溶解和重結晶。
我們可以說氯化鈉水溶液溶解成鈉離子和氯離子的反應由方程給出 NaCl(s)⇌Na+(aq)+Cl-(aq) 當氯化鈉溶液的溶解速率等於Na+(aq)和Cl-(aq)離子的重結晶速率時,處於動態平衡狀態。
二氧化氮-一氧化碳反應讓我們再舉一個動態平衡的例子:二氧化氮氣體與一氧化碳反應形成一氧化氮氣體和二氧化碳,如方程式所示NO2(g)+CO(g)⇌NO(g)+CO2(g).這是一個可逆的化學反應。
當二氧化氮與一氧化碳的反應速率等於二氧化碳與一氧化氮的反應速率時,稱該反應處於動態平衡。
醋酸反應在單相繫統中可以看到動態平衡,例如H中的酸鹼離子平衡2哦解決方案。
例如,乙酸的水溶液分解成H+(酸性)和鹼性離子,同時由相同的離子產生。
該反應由以下方程給出:CH3COOH⇌CH3首席運營官+H+二氧化碳反應我們也在日常生活中觀察到動態平衡的例子。
一個這樣的例子是密封的汽水罐或瓶子。
密封的汽水瓶中含有液態和氣態(氣泡形式)的二氧化碳以及蘇打水。
二氧化碳的氣相與二氧化碳的液相/水相處於動態平衡。
二氧化碳的液相以與二氧化碳的氣相溶解成二氧化碳的液態形式相同的速率轉化為氣相。
上述反應的方程式為二氧化碳(克)⇌二氧化碳(水溶液)。
漂浮在汽水瓶內的二氧化碳氣泡。
(動態平衡的例子)圖片來源:zh:用戶:Spiff, 蘇打水氣泡宏,標記為公共領域,有關的更多詳細信息 維基共享資源氮氫反應工業氨使用Haber過程的合成也是一個例子可以處於動態平衡的反應。
反應由方程式給出N2 (g)+3小時2 (g)⇌2NH3 (G)。
在這種情況下,氮和氫分子結合形成氨,而氨同時分解形成氮和氫分子。
二氧化氮反應動態平衡的另一個例子是二氧化氮在氣相中的二聚化。
反應由方程式給出2NO⇌N2O4讓我們深入挖掘一下,以更好地理解動態平衡的概念。
永遠不可能達到動態平衡的反應的例子有哪些?不可逆反應永遠不可能處於動態平衡狀態。
在這些類型的反應中,反應物轉化為產物,但反之亦然。
因此,消除了建立動態平衡的任何可能性。
一個這樣的例子是鐵與水蒸氣反應形成鐵鏽。
這由等式給出: 4Fe(s)+6H2O(l)+3O2 (g)→4Fe(OH)3 (多個)鐵鏽不能分解回鐵和水蒸氣。
我們可以看到,因為這是一個不可逆的反應,所以從反應物到產物的箭頭只指向一個方向。
當塗漆的鐵表面暴露在大氣中時會生鏽。
(動態平衡的例子)圖片來源:愚蠢的敵人, SillyPuttyEnemies的愛, CCBY-SA3.0不可逆反應的另一個例子是燃料與大氣中的氧氣反應形成二氧化碳和水蒸氣。
該反應由方程式給出燃料+O2 →一氧化碳2 +H.2O這稱為燃燒反應。
產品即二氧化碳和水蒸氣不能反應生成燃料和氧氣。
因此,反應是片面的。
燃料燃燒產生的火焰。
圖片來源:(動態平衡的例子)EinarHellandBerger,(動態平衡的例子) 等巴爾, CCBY-SA2.5這種不可逆反應的例子有很多,其中產物不能返回到反應物。
在所有這些反應中,不可能在產物和反應物之間建立動態平衡。
如何在系統中保持動態平衡?在反應中保持動態平衡是困難的。
反應的溫度、壓力或濃度的每一個微小變化都有可能改變或打破動態平衡。
因此,汽水瓶打開後會變平或失去氣泡。
一旦罐子被打開,氣相中的二氧化碳就能夠與大氣中的二氧化碳和其他氣體發生反應或相互作用。
因此,它不再是一個封閉的系統。
這會釋放以氣泡形式存在的氣態二氧化碳,並打破先前在瓶子密封時建立的動態平衡。
動態平衡的條件是什麼?反應中動態平衡所需的條件如下:T反應物和產物的量需要與反應開始時保持不變。
反應過程中不允許外加反應物。
反應應在封閉系統中進行,以免其他影響或物質影響反應。
該反應本質上必須是可逆的。
在整個反應過程中保持溫度、壓力等物理參數處於平衡狀態是很重要的。
如何檢測系統處於動態平衡狀態?我們可以說在動態平衡中,系統處於穩定狀態,即化學反應中的變量不隨時間變化,因為可逆和正向反應的速率相等。
如果我們觀察動態平衡時的反應,那麼我們將看不到任何變化,看起來好像沒有反應發生。
然而,正向發生的反應同時被反向發生的反應所補償.I如果你得到一個反應,你可以通過觀察反應物和反應產物的數量或數量來判斷反應是否處於動態平衡。
如果觀察到產物的量超過反應物的量或反應物的量超過產物的量,則可以消除反應中動態平衡的可能性。
但是,如果您看到產物和反應物的量與反應開始時的相同,即反應物和產物的量在整個反應過程中保持不變,那麼它可能處於動態平衡狀態,也可能不處於動態平衡狀態。
有時產物和反應物的量變化非常微小,肉眼難以察覺。
在其他時候,反應可能處於靜態平衡。
什麼是靜態平衡?反應中的靜態平衡是指反應停止或反應物或產物之間沒有發生反應的階段。
可以說,在靜態平衡的情況下,正向反應速率和逆向反應速率都為零。
產物和反應物的數量保持不變。
靜態平衡的一個例子是涉及從金剛石形成石墨的過程,反之亦然。
反應由方程式給出C(金剛石)⇌C(石墨)需要數百萬年才能轉化為鑽石的石墨樣品。
圖片來源:(動態平衡的例子)RobLavinsky, 愛搖滾網 –CC-BY-SA-3.0, 石墨-233436, CCBY-SA3.0石墨的穩定性超過鑽石。
需要將石墨加熱至2000°C或更高才能觸發其活化能量和轉換它變成了鑽石。
在室溫下,這種轉換需要數百萬年才能完成。
在一般情況下,這兩種物質之間的轉化量是微乎其微的。
因此,可以說在室溫下該反應處於靜態平衡。
動態平衡和靜態平衡有什麼區別?靜態平衡動態平衡這種類型的平衡通常可以在不可逆反應中達到。
這種類型的平衡通常可以在可逆反應中實現。
反應物和產物在達到平衡後不參與任何類型的反應。
即使在達到平衡之後,反應物和產物也會同時參與反應。
正向化學反應(反應物之間)的速率和逆向化學反應(產物之間)的速率都為零,即它們彼此不發生反應。
正向化學反應(反應物之間)的速率被認為等同於反向化學反應(產物之間)的速率。
在開放和封閉系統中都可以看到這種類型的平衡。
這種類型的平衡只能在封閉系統中看到。
在化學反應中,靜態平衡是反應停止的階段,即反應物或產物之間不再發生反應。
在化學反應中,動態平衡是僅當在反應過程中逆向化學反應的速率等於正向化學反應的速率時才達到的階段。
這主要用於機械環境。
這主要用於化學環境 我們希望這篇文章提供了有關動態平衡示例的所有必要信息。
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