Основное различие между равновесным и устойчивым состоянием заключается в том, что в равновесии концентрации всех компонентов поддерживаются постоянными, тогда как в устойчивом состоянии только некоторые компоненты остаются постоянными.
Когда один или несколько реагентов превращаются в продукты, они могут подвергаться различным модификациям и энергетическим изменениям. Химические связи в реагентах разрываются, и образуются новые связи с образованием продуктов, полностью отличных от реагентов. Это то, что мы называем химической реакцией. Равновесие и стационарное состояние являются важными химическими понятиями, касающимися различных химических реакций.
Что такое Equilibrium?
Некоторые реакции обратимы, а некоторые реакции необратимы. В реакции реагенты превращаются в продукты. В некоторых реакциях реагенты снова образуются из продуктов. Мы называем этот тип реакций обратимыми. В необратимых реакциях, когда реагенты превращаются в продукты, они не регенерируют снова из продуктов.
В обратимой реакции, когда реагенты превращаются в продукты, мы называем это прямой реакцией. Когда продукты превращаются в реагенты, мы называем это обратной реакцией. Если скорости прямой и обратной реакций равны, то реакция находится в равновесии. Следовательно, количество реагентов и продуктов не меняется с течением времени.
Рисунок 01: Тепловое равновесие
Обратимые реакции всегда стремятся прийти к равновесию и поддерживать это равновесие. Когда система находится в равновесии, количество продуктов и реагентов не обязательно должно быть равным. Реагентов может быть больше, чем продуктов, или наоборот. Единственным требованием в уравнении равновесия является поддержание постоянного количества обоих веществ с течением времени. Для реакции, находящейся в равновесии, мы можем определить константу равновесия, которая равна отношению между концентрацией продуктов и концентрацией реакций.
Что такое устойчивое состояние?
Рассмотрите реакцию, в которой реагент A переходит в продукт C через промежуточное соединение B. В подобной реакции B образуется из A, а затем он истощается с образованием C. Перед началом реакции существует только А, а В постепенно начинает накапливаться. Однако со временем количество А снижается, а С увеличивается, а количество В во времени остается примерно одинаковым. В этом состоянии, как только образуется больше B, он будет истощаться, давая C с высокой скоростью, поддерживая устойчивую концентрацию. Таким образом, скорость синтеза B=скорость потребления B.
А ⟶ Б ⟶ С
Допущение об устойчивом состоянии: d(B)/dt=0.
В чем разница между равновесием и устойчивым состоянием?
Равновесие и стационарное состояние являются важными химическими понятиями. Ключевое различие между равновесием и устойчивым состоянием заключается в том, что в равновесии концентрации всех компонентов остаются постоянными, тогда как в устойчивом состоянии остаются постоянными только некоторые компоненты. В равновесии концентрации компонентов постоянны, так как скорости прямой и обратной реакции равны. В стационарном состоянии только некоторые компоненты постоянны, потому что скорость их синтеза и скорость потребления равны. Для этого реакции не обязательно должны находиться в равновесии.
Резюме – Равновесие и устойчивое состояние
Равновесие и стационарное состояние являются важными химическими понятиями. Ключевое различие между равновесным и устойчивым состоянием заключается в том, что в равновесии концентрации всех компонентов поддерживаются постоянными, тогда как в устойчивом состоянии только некоторые компоненты остаются постоянными.
