Ключевая разница - физическое и химическое равновесие
Состояние равновесия описывает концентрации реагентов и продуктов в реакционной смеси в замкнутой системе. Равновесие может иметь место только в замкнутой системе. В равновесии концентрации реагентов и продуктов остаются постоянными. Если количество реагентов или продуктов изменяется, концентрация других компонентов также самопроизвольно изменяется, чтобы поддерживать равновесие. В зависимости от характеристик равновесия существует два типа; физическое равновесие и химическое равновесие. Ключевое различие между физическим и химическим равновесием заключается в том, что физическое равновесие - это равновесие, при котором физическое состояние системы не меняется, тогда как химическое равновесие - это состояние равновесия, в котором концентрации реагентов и продуктов не меняются со временем.
Что такое физическое равновесие?
Физическое равновесие – это состояние равновесия, при котором физическое состояние системы не изменяется. Переход фазы вещества из одной фазы в другую есть физический процесс. Следовательно, состояние равновесия, в котором физическое состояние не меняется со временем, известно как физическое равновесие. Существует три основных типа физического равновесия:
Твердожидкостное равновесие
Например, равновесие между льдом и водой является физическим равновесием, потому что не происходит никаких химических реакций. Любое чистое вещество может сосуществовать как в твердой, так и в жидкой фазах при температуре плавления этого вещества. Температура плавления – это температура, при которой твердое вещество начинает плавиться (превращается в жидкую форму).
Парожидкостное равновесие
Равновесие между водой и паром является физическим равновесием, при котором не происходят химические реакции. Однако этот тип равновесия возникает только внутри закрытых систем, если только пар не выходит из равновесия.
Равновесие твердое тело-пар
Этот тип физического равновесия можно наблюдать в веществах, подвергающихся сублимации. Там равновесие наступает при температуре сублимации (сублимация - переход твердого вещества непосредственно в паровую фазу, минуя жидкую фазу). Например, преобразование твердого хлорида аммония (NH4Cl) в газообразный хлорид аммония.
Что такое химическое равновесие?
Химическое равновесие – это состояние равновесия, при котором концентрации реагентов и продуктов не меняются во времени. Этот тип равновесия можно наблюдать в обратимых химических реакциях. Химическое равновесие возникает, когда прямая и обратная реакции обратимой химической реакции протекают с одинаковой скоростью. Нет чистых изменений концентраций каждого реагента и продукта, участвующих в равновесных реакциях.
Рисунок 1: График реакции между A и B; Концентрации реагентов становятся постоянными после того, как реакционная смесь достигает равновесия
Например, реакция между газообразным водородом и парами йода в замкнутой системе вначале дает темно-фиолетовый цвет, который со временем тускнеет. Темно-фиолетовый цвет придают пары йода. Цвет тускнеет из-за реакции между парами йода и газообразным водородом. Через некоторое время цвет остается постоянным. Это точка, в которой реакция достигает состояния равновесия. Это химическое равновесие.
H2(g) + I2(g) ↔ HI(g)
Каковы сходства между физическим и химическим равновесием?
- И физическое, и химическое равновесие являются формами состояний равновесия.
- И формы физического, и химического равновесия имеют параметры, которые неизменны во времени.
В чем разница между физическим и химическим равновесием?
Физическое и химическое равновесие |
|
| Физическое равновесие – это состояние равновесия, при котором физическое состояние системы не изменяется. | Химическое равновесие – это состояние равновесия, при котором концентрации реагентов и продуктов не меняются во времени. |
| Природа | |
| Физические равновесия не показывают изменений в физических состояниях материи, участвующих в равновесии. | Химические равновесия не показывают изменений концентраций реагентов и продуктов, участвующих в равновесии. |
| Теория | |
| Физическое равновесие включает сосуществование двух физических состояний внутри одной и той же замкнутой системы. | Химические равновесия включают равные скорости прямой и обратной реакций. |
Резюме – Физическое и химическое равновесие
Равновесное состояние системы – это состояние наличия постоянных параметров внутри этой системы. Исходя из характеристик равновесного состояния системы, различают две формы равновесия; физическое равновесие и химическое равновесие. Разница между физическим и химическим равновесием заключается в том, что физическое равновесие - это равновесие, при котором физическое состояние системы не меняется, тогда как химическое равновесие - это состояние равновесия, в котором концентрации реагентов и продуктов не меняются со временем.
