ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสมดุลเคมีและสมดุลไดนามิกคือสมดุลเคมีอธิบายสถานะที่ความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในขณะที่สมดุลไดนามิกอธิบายสถานะที่อัตราส่วนของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ไม่ เปลี่ยนแปลง แต่สารเคลื่อนที่ระหว่างสารเคมีในอัตราที่เท่ากัน
เมื่อสารตั้งต้นตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ พวกมันอาจผ่านการดัดแปลงและการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่แตกต่างกัน พันธะเคมีในสารตั้งต้นกำลังแตกออก และพันธะใหม่กำลังก่อตัวเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ ซึ่งแตกต่างจากสารตั้งต้นโดยสิ้นเชิงเราตั้งชื่อการดัดแปลงทางเคมีประเภทนี้ว่าเป็นปฏิกิริยาเคมี อุณหพลศาสตร์คือการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของพลังงานที่เกี่ยวข้องกับพลังงานและตำแหน่งของสมดุลในปฏิกิริยา
สมดุลเคมีคืออะไร
สมดุลเคมีเป็นสภาวะที่ทั้งสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์มีความเข้มข้นซึ่งไม่มีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา ปฏิกิริยาบางอย่างสามารถย้อนกลับได้ และปฏิกิริยาบางอย่างกลับไม่ได้ ในปฏิกิริยา สารตั้งต้นจะเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ และในบางปฏิกิริยา สารตั้งต้นจะถูกสร้างขึ้นอีกครั้งจากผลิตภัณฑ์ ดังนั้นปฏิกิริยาประเภทนี้สามารถย้อนกลับได้
ในปฏิกิริยาที่ย้อนกลับไม่ได้ เมื่อสารตั้งต้นถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ พวกมันจะไม่สร้างใหม่อีกครั้งจากผลิตภัณฑ์ ในปฏิกิริยาย้อนกลับเมื่อสารตั้งต้นไปยังผลิตภัณฑ์ เราเรียกมันว่าปฏิกิริยาไปข้างหน้า และเมื่อผลิตภัณฑ์ไปที่สารตั้งต้น มันคือปฏิกิริยาย้อนกลับ
รูปที่ 01: ปริมาณสารตั้งต้น (สีแดง) ลดลงและปริมาณของผลิตภัณฑ์ (สีน้ำเงิน) เพิ่มขึ้นหลังจากสมดุลเคมี
ธรรมชาติของปฏิกิริยา
เมื่ออัตราปฏิกิริยาเดินหน้าและถอยหลังเท่ากัน ปฏิกิริยาจะอยู่ในภาวะสมดุล ดังนั้น เมื่อเวลาผ่านไปปริมาณของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จะไม่เปลี่ยนแปลง ปฏิกิริยาที่ผันกลับได้มักจะมาสู่สมดุลและรักษาสมดุลนั้นไว้ เมื่อระบบอยู่ในสภาวะสมดุล ปริมาณของผลิตภัณฑ์และสารตั้งต้นไม่จำเป็นต้องเท่ากัน อาจมีสารตั้งต้นในปริมาณที่สูงกว่าผลิตภัณฑ์หรือในทางกลับกัน ข้อกำหนดเพียงอย่างเดียวในสมการดุลยภาพคือการรักษาจำนวนคงที่จากทั้งสองอย่างในช่วงเวลาหนึ่ง สำหรับปฏิกิริยาในสภาวะสมดุล เราสามารถกำหนดค่าคงที่สมดุลได้ โดยจะเท่ากับอัตราส่วนระหว่างความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์และความเข้มข้นของปฏิกิริยา
K=[สินค้า] /[ตัวทำปฏิกิริยา]m
โดยที่ n และ m คือสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ของผลิตภัณฑ์และสารตั้งต้น สำหรับปฏิกิริยาสมดุล ถ้าปฏิกิริยาไปข้างหน้าเป็นแบบคายความร้อน ปฏิกิริยาย้อนกลับจะเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อนและในทางกลับกัน โดยปกติ พารามิเตอร์อื่นๆ ทั้งหมดสำหรับปฏิกิริยาไปข้างหน้าและข้างหลังจะตรงกันข้ามกันเช่นนี้ ดังนั้น หากเราต้องการอำนวยความสะดวกให้กับปฏิกิริยาอย่างใดอย่างหนึ่ง เราเพียงแค่ต้องปรับพารามิเตอร์เพื่อให้เกิดปฏิกิริยานั้นง่ายขึ้น
สมดุลไดนามิกคืออะไร
สมดุลไดนามิกยังเป็นประเภทของสมดุลที่ปริมาณของผลิตภัณฑ์และสารตั้งต้นไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป อย่างไรก็ตาม ในสมดุลไดนามิก การบอกว่าปริมาณไม่เปลี่ยนแปลง ไม่ได้หมายความว่าปฏิกิริยาหยุดลง ค่อนข้างจะเกิดปฏิกิริยาในลักษณะที่ทำให้จำนวนเงินไม่เปลี่ยนแปลง (การเปลี่ยนแปลงสุทธิเป็นศูนย์)
รูปที่ 02: การเปลี่ยนแปลงของปฏิกิริยาไปข้างหน้าและข้างหลังในสมดุลไดนามิก
เพียงคำว่า “สมดุลไดนามิก” หมายความว่าปฏิกิริยาสามารถย้อนกลับและดำเนินต่อไปได้ เพื่อให้เกิดสมดุลไดนามิก ระบบควรเป็นระบบปิด เพื่อไม่ให้พลังงานหรือสสารใดหลุดออกจากระบบ
ความแตกต่างระหว่างสมดุลเคมีและสมดุลไดนามิกคืออะไร
สมดุลไดนามิกเป็นสมดุลเคมีชนิดหนึ่ง ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสมดุลเคมีและสมดุลไดนามิกคือ สมดุลเคมีอธิบายสถานะที่ความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในขณะที่สมดุลไดนามิกอธิบายสถานะที่อัตราส่วนของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ไม่เปลี่ยนแปลง แต่สารเคลื่อนที่ ระหว่างสารเคมีในอัตราที่เท่ากัน
ยิ่งไปกว่านั้น ในสภาวะสมดุลไดนามิก ปฏิกิริยายังคงดำเนินต่อไป แต่ปริมาณของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากอัตราของปฏิกิริยาเดินหน้าและถอยหลังเท่ากัน อาจมีบางกรณีในสมดุลเคมีที่ปริมาณของผลิตภัณฑ์และสารตั้งต้นยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากปฏิกิริยาหยุดลง ดังนั้น นี่จึงเป็นข้อแตกต่างระหว่างสมดุลเคมีกับสมดุลไดนามิก
ด้านล่างอินโฟกราฟิกเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างสมดุลเคมีและสมดุลไดนามิกให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างเหล่านี้
สรุป – สมดุลเคมีกับสมดุลไดนามิก
สมดุลคือสถานะของระบบที่ไม่แสดงการเปลี่ยนแปลงสุทธิสมดุลเคมีได้รับสถานะนี้เมื่อปฏิกิริยาหยุดลงในขณะที่สมดุลไดนามิกได้รับสถานะนี้เมื่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเดินหน้าและถอยหลังเท่ากัน ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสมดุลเคมีและสมดุลไดนามิกคือ สมดุลเคมีอธิบายสถานะที่ความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในขณะที่สมดุลไดนามิกอธิบายสถานะที่อัตราส่วนของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ไม่เปลี่ยนแปลง แต่สาร เคลื่อนที่ไปมาระหว่างสารเคมีในอัตราที่เท่ากัน