ההבדל העיקרי בין שיווי משקל כימי לשיווי משקל דינמי הוא ששיווי המשקל הכימי מתאר את המצב שבו ריכוזי מגיבים ומוצרים אינם עוברים כל שינוי ואילו שיווי משקל דינמי מתאר את המצב שבו היחס בין מגיבים ומוצרים לא עובר כל שינוי. משתנים, אבל חומרים נעים בין הכימיקלים בקצב שווה.
כאשר מגיבים אחד או יותר יומרו למוצרים, הם עשויים לעבור שינויים ושינויי אנרגיה שונים. הקשרים הכימיים במגיבים מתפרקים, וקשרים חדשים נוצרים ליצירת מוצרים, שהם שונים לחלוטין מהמגיבים.אנו קוראים לסוג זה של שינוי כימי כתגובה כימית. תרמודינמיקה היא חקר טרנספורמציות של אנרגיה הנוגעות לאנרגטיות ולמיקומו של שיווי המשקל בתגובה.
מהו שיווי משקל כימי?
שיווי משקל כימי הוא המצב שבו גם מגיבים וגם מוצרים נמצאים בריכוזים שאין להם נטייה נוספת להשתנות עם הזמן. חלק מהתגובות הן הפיכות, וחלק מהתגובות הן בלתי הפיכות. בתגובה, מגיבים הופכים למוצרים. ובתגובות מסוימות, המגיבים יוצרים שוב מהתוצרים. לפיכך, סוג זה של תגובה הוא הפיך.
בתגובות בלתי הפיכות, ברגע שהמגיבים מומרים למוצרים, הם לא מתחדשים שוב מהתוצרים. בתגובה הפיכה כאשר מגיבים הולכים למוצרים, אנו קוראים לזה התגובה קדימה, וכאשר תוצרים הולכים למגיבים, זו התגובה לאחור.
איור 01: ירידה בכמות המגיבים (באדום) וכמות המוצרים (בכחול) עולה לאחר שיווי המשקל הכימי
טבע התגובה
כאשר קצב התגובות קדימה ואחורה שווה, אז התגובה נמצאת בשיווי משקל. לכן, במשך זמן מה כמות המגיבים והמוצרים לא משתנה. תגובות הפיכות נוטות תמיד להגיע לשיווי משקל ולשמור על שיווי משקל זה. כאשר המערכת נמצאת בשיווי משקל, כמות התוצרים והמגיבים אינם בהכרח שווים. יכולה להיות כמות מגיבים גבוהה יותר מהמוצרים או להיפך. הדרישה היחידה במשוואת שיווי משקל היא לשמור על כמות קבועה משניהם לאורך זמן. לתגובה בשיווי משקל, נוכל להגדיר קבוע שיווי משקל; כאשר הוא שווה ליחס בין ריכוז התוצרים לריכוז התגובות.
K=[מוצר] /[reactant]m
היכן, n ו-m הם המקדמים הסטוכיומטריים של התוצר והמגיב. לתגובת שיווי משקל, אם התגובה קדימה היא אקסותרמית, הרי שהתגובה לאחור היא אנדותרמית ולהיפך. בדרך כלל, כל שאר הפרמטרים לתגובות קדימה ואחורה מנוגדים זה לזה. לכן, אם אנחנו רוצים להקל על אחת מהתגובות, אנחנו פשוט צריכים להתאים את הפרמטרים כדי להקל על התגובה הזו.
מהו שיווי משקל דינמי?
שיווי משקל דינמי הוא גם סוג של שיווי משקל שבו כמויות המוצרים והמגיבים אינם משתנים עם הזמן. עם זאת, בשיווי משקל דינמי, האמירה שהכמויות אינן משתנות לא אומר שהתגובה נעצרה. במקום זאת, התגובה מתנהלת בצורה שהיא משאירה את הסכומים ללא שינוי (השינוי נטו הוא אפס).
איור 02: שינוי של תגובות קדימה ואחורה באיזון דינמי
פשוט המילה "שיווי משקל דינמי" פירושה שהתגובה היא הפיכה ומתמשכת. כדי שיתרחש שיווי משקל דינמי, המערכת צריכה להיות מערכת סגורה, כך ששום אנרגיה או חומר לא יברח מהמערכת.
מה ההבדל בין שיווי משקל כימי לשיווי משקל דינמי?
שיווי משקל דינמי הוא סוג של שיווי משקל כימי. ההבדל העיקרי בין שיווי משקל כימי לשיווי משקל דינמי הוא ששיווי משקל כימי מתאר את המצב שבו ריכוזי מגיבים ומוצרים אינם עוברים שום שינוי, ואילו שיווי משקל דינמי מתאר את המצב שבו היחס בין מגיבים ומוצרים אינו משתנה, אך חומרים נעים. בין הכימיקלים בשיעור שווה.
יתרה מכך, בשיווי משקל דינמי, התגובה נמשכת, אך כמות המגיבים והתוצרים נותרת ללא שינוי מכיוון שקצב התגובות קדימה ואחורה זהים. יכולים להיות מקרים מסוימים בשיווי משקל כימי שבהם כמויות המוצרים והמגיב נשארות ללא שינוי מכיוון שהתגובה נעצרה. אז זהו גם הבדל בין שיווי משקל כימי לשיווי משקל דינמי.
למטה אינפוגרפיקה על ההבדל בין שיווי משקל כימי לשיווי משקל דינמי מספק מידע נוסף על הבדלים אלה.
סיכום – שיווי משקל כימי מול שיווי משקל דינמי
שיווי משקל הוא מצב של מערכת שלא מראה שינוי נטו.שיווי משקל כימי משיג מצב זה כאשר התגובה נעצרת בעוד שיווי המשקל הדינמי משיג מצב זה כאשר קצב התגובה קדימה ואחורה שווים. ההבדל העיקרי בין שיווי משקל כימי לשיווי משקל דינמי הוא ששיווי משקל כימי מתאר את המצב שבו ריכוזי מגיבים ומוצרים אינם עוברים שום שינוי, ואילו שיווי משקל דינמי מתאר את המצב שבו היחס בין מגיבים ומוצרים אינו משתנה, אלא חומרים. לנוע בין הכימיקלים בקצב שווה.
