Więc idźmy dalej i porozmawiajmy o równowadze chemicznej i niech pierwszy rodzaj zrobić szeroki przegląd przez zdefiniowanie, co rozumiemy przez równowagę chemiczną. Pierwszą ważną rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę jest to, że mówimy tu tylko o układzie zamkniętym. W innym rozdziale zajmiemy się równowagą dla systemów otwartych na środowisko. Więc kiedy mówimy o równowadze, mówimy, że mamy reaktantów przechodzących do produktów, pamiętaj, że równowaga jest sygnalizowana przez fakt, że mamy podwójną strzałkę oznaczającą, że szybkość reakcji w przód, więc szybkość, z jaką reaktanci zamieniają się w produkty jest równa szybkości, z jaką produkty zamieniają się w reaktantów. Ok, więc kilka ważnych punktów o równowadze chemicznej jest takich, że stężenie reaktantów i stężenie produktów nie zmienia się w czasie. Więc kiedy mówimy, że reakcja postępująca jest równa reakcji wstecznej, nie mówimy, że stężenia reaktantów i produktów są koniecznie równe, ale że stężenia nie zmieniają się w czasie, kiedy osiągną stan równowagi. Więc mówiąc to będzie wyglądało tak, jakby reakcja się zatrzymała, więc w systemach zamkniętych zawsze są w równowadze lub zbliżają się do niej, a może najważniejsze jest to, że w równowadze stosunek reaktantów i produktów równa się stałej.
Okay więc niech rodzaj czynienia z tym ostatnim tutaj trochę trochę bardziej szczegółowo. Więc załóżmy, że mamy bardzo prostą reakcję, gdzie a reaktantów lub w równowadze z 2 moli b, gdzie są produkty. I tak, jeśli rozbijemy to na 2 oddzielne składniki, spojrzymy na reakcję postępującą, więc reakcja, w której a przechodzi do formowania 2 moli b, powiemy, że ma pewną stałą szybkości f dla szybkości postępującej do przodu i jeśli napiszemy równanie szybkości dla tego, będziesz miał szybkość reakcji postępującej do przodu jest równa przypadku razy stężenie a. Nazywamy to szybkością reakcji zależną od stężenia reaktantów, a nie produktów. Więc wtedy dla tego samego równania 2 dla reakcji wstecznej mielibyśmy, co pojawia się tutaj jest nasze produkty, ale tutaj, jeśli piszemy go oddzielnie to jest po stronie naszych reaktantów, więc 2 moli b z przypadku r tak stawki dla reakcji wstecznej tworząc a tak wtedy nasze tempo byłoby stawki sub r jest równa przypadku r razy stężenie b kwadratowych pamiętając, że ten współczynnik oznacza, że musi, musisz kwadrat stężenia.
A jeśli to się stało, że był 3 z przodu będzie kostka tak dalej i tak dalej. Więc wtedy równowaga, definicja równowagi jest to, że reakcja forward, więc szybkość, z jaką 2b jest utworzony jest równa szybkości, z jaką a jest utworzony. Tak więc tutaj reakcja postępowa jest równa reakcji wstecznej. Tak więc, jeśli złamaliśmy to i napisał go w kategoriach równowagi, w zasadzie byłoby rozwiązywanie dla stałej, a więc będziemy rozwiązywać tutaj i powiedzieć b podniesione do kwadratu nad dobrze stężenie b jest podniesione do kwadratu stężenie a jest równa przypadku f nad przypadkiem r i że, to będzie równa pewna stała i okaże się w następnym segmencie, że jest to stała równowagi. Więc w zasadzie warunek równowagi może być osiągnięty z obu kierunków, albo z przejścia od reaktantów tutaj do produktów, albo produktów z powrotem do reaktantów. Spójrzmy więc na graficzne przedstawienie tego, więc tutaj na osi y mam stężenie w molach na litr, a następnie wzdłuż osi x mam czas z rosnącym czasem w prawo.
I tu jest mój punkt. Więc jeśli patrzymy na to i pamiętasz, że reakcja była a będzie tworzyć b, więc tutaj stężenia zobaczymy, że zaczęliśmy z do przodu zaczęliśmy z prawej więc nasze reaktory, zaczynamy tracić stężenie naszych reaktantów zaczyna się zmniejszać jako stężenie naszych produktów b zaczyna rosnąć i w pewnym momencie stają się równe i to jest, gdy wiemy, że osiągnęliśmy równowagę.
Podobnie możemy spojrzeć na to w oparciu o wagę, tutaj na naszej osi y i czasu na naszej osi x i ponownie punkt 0 więc przypomnij sobie, że a były nasze reaktory i tak widzimy, że tempo tutaj zaczyna się wysoki i zaczyna się zmniejszać, jak tempo, z którym nasz produkt b jest utworzony zaczyna rosnąć, aż oba wyrównać i równowaga jest osiągnięta tak, że można zobaczyć, że szybkość reakcji naprzód jest równa szybkości reakcji wstecznej. I to jest właśnie definicja równowagi chemicznej.