ความแตกต่างที่สำคัญ – สมดุลทางกายภาพกับเคมี
สภาวะสมดุลอธิบายความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ในส่วนผสมของปฏิกิริยาในระบบปิด สมดุลเกิดขึ้นได้เฉพาะในระบบปิดเท่านั้น ในสภาวะสมดุล ความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จะยังคงอยู่ที่ค่าคงที่ หากปริมาณของสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์เปลี่ยนไป ความเข้มข้นขององค์ประกอบอื่นๆ ก็จะเปลี่ยนไปตามธรรมชาติด้วยเพื่อรักษาสมดุล ตามลักษณะของดุลยภาพ มีสองประเภท คือ สมดุลทางกายภาพและสมดุลเคมี ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสมดุลทางกายภาพและเคมีคือ สมดุลทางกายภาพคือสมดุลที่สถานะทางกายภาพของระบบไม่เปลี่ยนแปลงในขณะที่สมดุลเคมีเป็นสภาวะสมดุลซึ่งความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จะไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา
สมดุลทางกายภาพคืออะไร
สมดุลทางกายภาพคือสภาวะสมดุลที่สถานะทางกายภาพของระบบไม่เปลี่ยนแปลง การเปลี่ยนเฟสของสสารจากเฟสหนึ่งไปอีกเฟสหนึ่งเป็นกระบวนการทางกายภาพ ดังนั้นสภาวะสมดุลซึ่งสภาวะทางกายภาพไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลาเรียกว่าสมดุลทางกายภาพ ความสมดุลทางกายภาพมีสามประเภทหลัก
สมดุลของแข็ง-ของเหลว
ตัวอย่างเช่น สมดุลระหว่างน้ำแข็งกับน้ำเป็นสมดุลทางกายภาพเพราะไม่มีปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น สารบริสุทธิ์ใดๆ สามารถอยู่ร่วมกันได้ทั้งในระยะของแข็งและของเหลวที่จุดหลอมเหลวของสารนั้น จุดหลอมเหลวคืออุณหภูมิที่สารที่เป็นของแข็งเริ่มละลาย (แปลงเป็นของเหลว)
สมดุลของเหลวกับไอ
สมดุลระหว่างน้ำกับไอน้ำคือสมดุลทางกายภาพที่ไม่มีปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม ดุลยภาพประเภทนี้เกิดขึ้นเฉพาะในระบบปิด เว้นแต่ว่าไอระเหยออกจากสมดุล
สมดุลของแข็ง-ไอ
สมดุลทางกายภาพประเภทนี้สามารถสังเกตได้ในสารที่ผ่านการระเหิด ความสมดุลเกิดขึ้นที่อุณหภูมิการระเหิด (การระเหิดคือการเปลี่ยนสถานะของแข็งเป็นไอโดยตรงโดยไม่ผ่านเฟสของเหลว) ตัวอย่างเช่น การแปลงแอมโมเนียมคลอไรด์ที่เป็นของแข็ง (NH4Cl) เป็นก๊าซแอมโมเนียมคลอไรด์
สมดุลเคมีคืออะไร
สมดุลเคมีเป็นสภาวะสมดุลซึ่งความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จะไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา ดุลยภาพประเภทนี้สามารถสังเกตได้จากปฏิกิริยาเคมีแบบย้อนกลับได้สมดุลเคมีส่งผลให้ปฏิกิริยาเดินหน้าและถอยหลังของปฏิกิริยาเคมีแบบย้อนกลับได้เกิดขึ้นในอัตราเดียวกัน ไม่มีการเปลี่ยนแปลงสุทธิในความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์แต่ละตัวที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาสมดุล
รูปที่ 1: กราฟของปฏิกิริยาระหว่าง A และ B; ความเข้มข้นของสารตั้งต้นจะคงที่หลังจากส่วนผสมของปฏิกิริยาได้รับสมดุล
เช่น ปฏิกิริยาระหว่างก๊าซไฮโดรเจนกับไอโอดีนในระบบปิดจะให้สีม่วงเข้มในตอนเริ่มต้น ซึ่งจะค่อยๆ จางหายไปตามกาลเวลา สีม่วงเข้มได้มาจากไอโอดีน สีจางลงเนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างไอโอดีนกับก๊าซไฮโดรเจน หลังจากผ่านไประยะหนึ่งสีจะคงที่ มันคือจุดที่ปฏิกิริยาได้รับสถานะสมดุลนี่คือสมดุลเคมี
H2(g) + I2(g) ↔ HI(g)
ความคล้ายคลึงกันระหว่างสมดุลทางกายภาพและเคมีคืออะไร
- ทั้งสมดุลทางกายภาพและเคมีเป็นรูปแบบของสภาวะสมดุล
- ทั้งแบบฟอร์มสมดุลทางกายภาพและเคมีมีพารามิเตอร์ที่คงที่ตามเวลา
ความแตกต่างระหว่างสมดุลทางกายภาพและเคมีคืออะไร
สมดุลทางกายภาพกับเคมี |
|
| สมดุลทางกายภาพคือสภาวะสมดุลที่สถานะทางกายภาพของระบบไม่เปลี่ยนแปลง | สมดุลเคมีคือสภาวะสมดุลซึ่งความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จะไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา |
| ธรรมชาติ | |
| สมดุลทางกายภาพไม่แสดงการเปลี่ยนแปลงในสถานะทางกายภาพของสสารที่เกี่ยวข้องกับสมดุล | สมดุลเคมีไม่แสดงการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับสมดุล |
| ทฤษฎี | |
| สมดุลทางกายภาพรวมถึงการอยู่ร่วมกันของสองสถานะทางกายภาพในระบบปิดเดียวกัน | สมดุลเคมีรวมถึงอัตราปฏิกิริยาเดินหน้าและถอยหลังที่เท่ากัน |
สรุป – สมดุลทางกายภาพกับเคมี
สภาวะสมดุลของระบบคือสถานะที่มีพารามิเตอร์คงที่ภายในระบบนั้น ขึ้นอยู่กับลักษณะของสภาวะสมดุลของระบบ สมดุลมีสองรูปแบบ; สมดุลทางกายภาพและสมดุลเคมีความแตกต่างระหว่างสมดุลทางกายภาพและเคมีคือ สมดุลทางกายภาพคือสมดุลที่สถานะทางกายภาพของระบบไม่เปลี่ยนแปลง ในขณะที่สมดุลเคมีเป็นสภาวะสมดุลซึ่งความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จะไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา