별개의 단계 또는 물리적 특성 사이에서 발생하는 평형을 물리적 평형이라고합니다. 이 작업에서 화학 구조에는 변경이 없습니다. 그것은 두 가지 다른 물리적 상태에 존재하는 동일한 재료를 묘사합니다.
- 위상 평형은 물리적 평형의 한 유형입니다.
- 용질 및 고체의 평형
- 액체 가스 평형
평형은 시간이 지남에 따라 시스템의 관심 항목의 함량과 구성의 일관성 (색, 압력 또는 온도로 평가)을 말합니다. 순방향 응답 속도는 평형 상태에서 반응의 후진 속도와 동일합니다.
평형의 일부 사례는 테이블 위의 책, 제한된 용기의 액체, 포화 용액, 극성 용매의 이온 성 화합물 및 암모니아 생산입니다.
물리적 평형 유형
위상의 평형 :
0 ° C에서, 얼음으로 변하는 물 분자의 양은 액체 물로 녹는 물 분자의 수와 같습니다. 물이 얼어 붙는 속도는 얼음이 녹는 속도와 동일합니다. 결과적으로 고체 얼음과 액체 사이의 균형이 있습니다.
얼음 (S) ⇌ 물 (L)
닫힌 용기에서, 증기가되는 분자의 수는 액체로 응축되는 분자의 수와 같습니다. 액체 물 증발 속도는 수증기가 응축되는 속도와 같습니다. 액체 상과 자체 증기 상이 균형을 이룹니다.
물 (L) ⇌ 물 (g)
용질 및 고체의 평형 :
포화 용액이 비 - 용해성 용질과 접촉 할 때, 용액을 남기는 분자의 수는 (증착) 고체로부터 액체로 유입되는 분자의 수와 같다. 결과적으로, 용액의 미분화 된 고체와 용질은 평형 상태입니다.
가스 및 액체의 평형 :
액체와 반응하지 않는 가스는 액체의 압력에 직접 비례하여 용해 될 수 있습니다. 액체 내의 공기와 액체 바로 위에 존재하는 가스는 닫힌 용기에서 균형을 이룹니다. 예를 들어, 청량 음료의 이산화탄소 가스는 용기의 빈 공간의 가스와 균형을 이룹니다.
가스 (용액) ⇌ 가스 (g)
화학 공정 및 평형
가역적 반응
이러한 응답은 이름에서 알 수 있듯이 앞뒤 방향으로 발생합니다. 전방 및 역 반응 속도가 동일 할 때 반응물 및 생성물의 농도는 이러한 반응에서 일정하게 유지됩니다. 반응은이 시점에서 화학적 평형 상태에있는 것 같습니다.
그러나이 평형은 본질적으로 역동적 인 것으로 여겨진다. 이는 반응물이 생산하기 위해 반응하는 전진 반응과 생성물이 결합하여 원래 반응물을 생산할 수있는 역 반응을 가지고 있기 때문이다. 이러한 화학 반응을 더 자세히 살펴 보겠습니다.
평형에서 화학 공정의 동적 특성
a + b + c + d
반응물 (A 및 B)이 감소하는 동안 생성물 (C 및 D)은 시간이 지남에 따라 증가합니다. 결과적으로, 전방 반응 속도는 감소하는 반면 역 반응 속도는 증가합니다. 두 반응 모두 결국 동시에 발생하여 평형 상태를 초래합니다. 이 균형은 어느 쪽이든 달성 될 수 있습니다.
화학적 평형은 양방향
입니다반응물이나 제품으로 시작하든 반응의 양쪽에서 평형을 달성 할 수 있습니다. 다음 반응을 살펴 보겠습니다.
H2 (g) + i2 (g) ⇌ 2hi (g)
일정한 농도의 H2 및 I2와 반응을 촉매하면, 반응은 전방 방향으로 진행되며, HI의 백분율이 감소하는 반면, 평형에 도달 할 때까지 HI의 농도가 증가합니다.
.우리가 전술 한 반응을 뒤집는 경우, HI의 농도는 평형에 도달 할 때까지 H2와 I2의 농도가 자랍니다. 결과적으로, 주어진 부피의 원소 원자의 총 수가 동일하면, 반응물이나 생성물로 시작하든 평형 혼합물이 동일합니다.
(i) 액체와 가스가 평형 상태 일 때 액체의 증기 압력은 특정 온도에서 일정하게 유지됩니다.
(ii) 주어진 온도에서, 용액에서 용질의 농도는 고체 =용액 평형이 발생할 때 일정하게된다.
(iii) 특정 온도에서, 가스 바로 위의 가스의 압력은 가스 =용액 평형 상황에서 일정하게된다.
(iv) 두 상이 평형 상태 일 때, 공존 할 수있는 온도 (융점)는 하나뿐이며, 온도는 주어진 압력에서 일정하게 유지됩니다.
물리적 평형은 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.
- 폐쇄 시스템의 상황에서만 평형을 달성 할 수 있습니다.
- 평형은 문자가 역동적인데, 이는 평형에 도달하면 프로세스가 중단되지 않지만 전방 반응 속도는 후진 반응의 속도와 같습니다.
- 화학 물질의 농도는 일정하게 유지되기 때문에 녹는 점, 끓는 온도, 증기 압력 및 용해도와 같은 시스템의 정량화 가능한 특성은 일정하게 유지됩니다.
- 평형에 도달하면 반응 성분의 농도와 관련된 표현은 특정 온도에서 일정한 값을 취합니다. .
- 가스가 액체에 용해되면 압력이 증가하면 항상 액체의 가스의 용해도가 향상됩니다.
결론 :
평형은 온도, 압력 및 흐름과 같은 매개 변수가 균형이 잡히고 압력이있는 공정의 상태이며, 시간 흐름에 따라 시스템의 농도가 변경되지 않습니다. 반대 과정이 단순히 물리적 변화를 포함 할 때 평형은 물리적 평형이라고합니다. 반대 과정이 화학적 변화를 수반 할 때, 즉 반대 과정이 화학 반응 인 경우 평형은 화학적 평형이라고합니다. 평형에서, 반대 과정 모두 동시에 발생합니다. 평형 혼합물은 반응물의 혼합물과 평형 상태에있는 생성물을 말합니다.
다음은 화학 반응의 예입니다.
aa + bb b xx + yy
반응물은 A와 B이며, 생성물은 X와 Y입니다. 반응물과 생성물 사이의 이중 화살표는 반응이 동시에 양방향으로 발생하고 있음을 나타냅니다.
