ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสภาวะสมดุลและสภาวะคงตัวคือในสภาวะสมดุล ความเข้มข้นของส่วนประกอบทั้งหมดจะคงที่ในขณะที่ในสภาวะคงตัว มีเพียงองค์ประกอบบางส่วนเท่านั้นที่จะคงที่
เมื่อสารตั้งต้นหนึ่งตัวหรือมากกว่าถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ พวกมันอาจผ่านการดัดแปลงและการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่แตกต่างกัน พันธะเคมีในสารตั้งต้นจะถูกทำลาย และเกิดพันธะใหม่เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างจากสารตั้งต้นโดยสิ้นเชิง นี่คือสิ่งที่เราเรียกว่าปฏิกิริยาเคมี สมดุลและสภาวะคงตัวเป็นแนวคิดทางเคมีที่สำคัญเกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมีต่างๆ
สมดุลคืออะไร
ปฏิกิริยาบางอย่างย้อนกลับได้ ในขณะที่ปฏิกิริยาบางอย่างกลับไม่ได้ ในปฏิกิริยา สารตั้งต้นจะถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ ในบางปฏิกิริยา สารตั้งต้นจะถูกสร้างขึ้นอีกครั้งจากผลิตภัณฑ์ เราตั้งชื่อปฏิกิริยาประเภทนี้ว่าย้อนกลับได้ ในปฏิกิริยาที่ย้อนกลับไม่ได้ เมื่อสารตั้งต้นถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ พวกมันจะไม่สร้างใหม่อีกครั้งจากผลิตภัณฑ์
ในปฏิกิริยาย้อนกลับ เมื่อสารตั้งต้นถูกเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ เราเรียกว่าปฏิกิริยาไปข้างหน้า เมื่อผลิตภัณฑ์ถูกเปลี่ยนเป็นสารตั้งต้น เราเรียกว่าปฏิกิริยาย้อนกลับ เมื่ออัตราปฏิกิริยาเดินหน้าและถอยหลังเท่ากัน ปฏิกิริยาจะอยู่ในภาวะสมดุล ดังนั้นปริมาณของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จึงไม่เปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาหนึ่ง
รูปที่ 01: สมดุลทางความร้อน
ปฏิกิริยาย้อนกลับมักจะมาสู่สมดุลและรักษาสมดุลนั้นไว้ เมื่อระบบอยู่ในสภาวะสมดุล ปริมาณของผลิตภัณฑ์และสารตั้งต้นไม่จำเป็นต้องเท่ากัน อาจมีสารตั้งต้นในปริมาณที่สูงกว่าผลิตภัณฑ์หรือในทางกลับกัน ข้อกำหนดเพียงอย่างเดียวในสมการดุลยภาพคือการรักษาจำนวนคงที่จากทั้งสองอย่างในช่วงเวลาหนึ่ง สำหรับปฏิกิริยาในภาวะสมดุล เราสามารถกำหนดค่าคงที่สมดุล ซึ่งเท่ากับอัตราส่วนระหว่างความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์และความเข้มข้นของปฏิกิริยา
สถานะคงที่คืออะไร
พิจารณาปฏิกิริยาที่สารตั้งต้น A ไปที่ผลิตภัณฑ์ C ผ่านตัวกลาง B ในปฏิกิริยาเช่นนี้ B ถูกสร้างโดย A แล้วจึงผ่านการสูญเสียไปจนเกิดเป็น C ก่อนที่ปฏิกิริยาจะเริ่มขึ้น จะมี มีเพียง A และ B ค่อยๆ ก่อตัวขึ้น อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป ปริมาณของ A จะลดลง และ C เพิ่มขึ้น แต่ปริมาณของ B ยังคงเท่าเดิมเมื่อเวลาผ่านไปในสถานะนี้ ทันทีที่รูปแบบ B มากขึ้น มันจะหมดลงเพื่อให้ C ในอัตราที่รวดเร็วโดยรักษาความเข้มข้นของสถานะคงที่ ดังนั้นอัตราการสังเคราะห์ B=อัตราการบริโภค B.
A ⟶ B ⟶ C
สมมติฐานคงที่: d(B)/dt=0.
ความแตกต่างระหว่างสภาวะสมดุลและสภาวะคงที่คืออะไร
สมดุลและสภาวะคงตัวเป็นแนวคิดทางเคมีที่สำคัญ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสภาวะสมดุลและสภาวะคงตัวคือในสภาวะสมดุล ความเข้มข้นของส่วนประกอบทั้งหมดจะคงที่ในขณะที่ในสภาวะคงตัว มีเพียงองค์ประกอบบางส่วนเท่านั้นที่จะถูกรักษาให้คงที่ ในสภาวะสมดุล ความเข้มข้นของส่วนประกอบจะคงที่เนื่องจากอัตราการเกิดปฏิกิริยาเท่ากันในปฏิกิริยาไปข้างหน้าและข้างหลัง ในสภาวะคงตัว ส่วนประกอบบางส่วนเท่านั้นที่คงที่เนื่องจากอัตราการสังเคราะห์และอัตราการบริโภคเท่ากัน สำหรับสิ่งนี้ ปฏิกิริยาไม่จำเป็นต้องอยู่ในสมดุล
สรุป – ดุลยภาพ vs สภาวะคงที่
สมดุลและสภาวะคงตัวเป็นแนวคิดทางเคมีที่สำคัญ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสภาวะสมดุลและสภาวะคงตัวคือ ในสภาวะสมดุล ความเข้มข้นของส่วนประกอบทั้งหมดจะคงที่ในขณะที่ในสภาวะคงตัว มีเพียงองค์ประกอบบางส่วนเท่านั้นที่จะคงที่