Sự khác biệt chính giữa cân bằng hóa học và cân bằng động là cân bằng hóa học mô tả trạng thái mà tại đó nồng độ của chất phản ứng và sản phẩm không bị thay đổi trong khi cân bằng động mô tả trạng thái mà tại đó tỷ lệ của chất phản ứng và sản phẩm không thay đổi, nhưng các chất di chuyển giữa các hóa chất với tốc độ bằng nhau.
Khi một hoặc nhiều chất phản ứng được chuyển đổi thành sản phẩm, chúng có thể trải qua các sửa đổi và thay đổi năng lượng khác nhau. Các liên kết hóa học trong các chất phản ứng đang bị phá vỡ và các liên kết mới đang hình thành để tạo ra các sản phẩm, hoàn toàn khác với các chất phản ứng. Chúng tôi đặt tên cho loại biến đổi hóa học này là phản ứng hóa học. Nhiệt động lực học là nghiên cứu về sự biến đổi của năng lượng liên quan đến năng lượng và vị trí của trạng thái cân bằng trong một phản ứng.
Cân bằng Hóa học là gì?
Cân bằng hóa học là trạng thái mà cả chất phản ứng và sản phẩm đều có ở nồng độ không có xu hướng thay đổi theo thời gian. Một số phản ứng là thuận nghịch và một số phản ứng là không thể đảo ngược. Trong một phản ứng, các chất phản ứng đang chuyển đổi thành sản phẩm. Và trong một số phản ứng, các chất phản ứng lại tạo ra từ các sản phẩm. Do đó, loại phản ứng này có thể thuận nghịch.
Trong các phản ứng không thuận nghịch, một khi các chất phản ứng được chuyển thành sản phẩm, chúng sẽ không tái sinh lại từ sản phẩm. Trong một phản ứng thuận nghịch khi các chất phản ứng tạo thành sản phẩm, chúng tôi gọi nó là phản ứng thuận, và khi các sản phẩm sắp chuyển sang chất phản ứng, đó là phản ứng thuận nghịch.
Hình 01: Lượng Chất phản ứng (màu đỏ) giảm và Lượng Sản phẩm (màu xanh lam) tăng lên sau khi Cân bằng Hóa học
Bản chất của phản ứng
Khi tốc độ phản ứng thuận và nghịch bằng nhau thì phản ứng ở trạng thái cân bằng. Do đó, theo thời gian lượng chất phản ứng và sản phẩm không thay đổi. Phản ứng thuận nghịch luôn có xu hướng đi đến trạng thái cân bằng và duy trì trạng thái cân bằng đó. Khi hệ ở trạng thái cân bằng, lượng sản phẩm và chất phản ứng không nhất thiết phải bằng nhau. Có thể có lượng chất phản ứng cao hơn sản phẩm hoặc ngược lại. Yêu cầu duy nhất trong một phương trình cân bằng là duy trì một lượng không đổi từ cả hai theo thời gian. Đối với một phản ứng ở trạng thái cân bằng, chúng ta có thể xác định một hằng số cân bằng; trong đó nó bằng tỷ số giữa nồng độ của các sản phẩm và nồng độ của các phản ứng.
K=[sản phẩm]/ [chất phản ứng]m
Trong đó, n và m là hệ số cân bằng của sản phẩm và chất phản ứng. Đối với phản ứng cân bằng, nếu phản ứng thuận tỏa nhiệt thì phản ứng nghịch thu nhiệt và ngược lại. Thông thường, tất cả các tham số khác cho phản ứng tiến và lùi đều đối nghịch với nhau như thế này. Do đó, nếu chúng ta muốn tạo điều kiện thuận lợi cho một trong hai phản ứng, chúng ta chỉ cần điều chỉnh các thông số để tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng đó.
Cân bằng động là gì?
Cân bằng động cũng là một dạng cân bằng mà lượng sản phẩm và chất phản ứng không thay đổi theo thời gian. Tuy nhiên, trong trạng thái cân bằng động, khi nói rằng các lượng không thay đổi không có nghĩa là phản ứng đã dừng lại. Thay vào đó, phản ứng đang diễn ra theo cách mà nó giữ cho số lượng không thay đổi (thay đổi thực bằng 0).
Hình 02: Sự thay đổi của các phản ứng tiến và lùi trong trạng thái cân bằng động
Đơn giản là từ "cân bằng động" có nghĩa là phản ứng có thể thuận nghịch và tiếp tục. Để cân bằng động xảy ra, hệ thống phải là một hệ thống đóng, để không có năng lượng hoặc vật chất thoát ra khỏi hệ thống.
Sự Khác Biệt Giữa Cân Bằng Hóa Học và Cân Bằng Động là gì?
Cân bằng động là một loại cân bằng hóa học. Sự khác biệt cơ bản giữa cân bằng hóa học và cân bằng động là cân bằng hóa học mô tả trạng thái mà nồng độ của chất phản ứng và sản phẩm không bị thay đổi, trong khi cân bằng động mô tả trạng thái mà tại đó tỷ lệ chất phản ứng và sản phẩm không thay đổi, nhưng các chất chuyển động. giữa các hóa chất với tỷ lệ bằng nhau.
Hơn nữa, ở trạng thái cân bằng động, phản ứng vẫn tiếp tục, nhưng lượng chất phản ứng và sản phẩm không thay đổi vì tốc độ của phản ứng thuận và phản ứng nghịch là như nhau. Có thể có một số trường hợp trong trạng thái cân bằng hóa học mà lượng sản phẩm và chất phản ứng không thay đổi vì phản ứng đã dừng lại. Vì vậy, đây cũng là sự khác biệt giữa cân bằng hóa học và cân bằng động.
Infographic dưới đây về sự khác biệt giữa cân bằng hóa học và cân bằng động cung cấp thêm thông tin về những khác biệt này.
Tóm tắt - Cân bằng Hóa học và Cân bằng Động
Trạng thái cân bằng là trạng thái của một hệ thống không cho thấy sự thay đổi ròng. Cân bằng hóa học đạt được trạng thái này khi phản ứng dừng lại trong khi cân bằng động đạt được trạng thái này khi tốc độ phản ứng thuận và phản ứng nghịch chuyển bằng nhau. Sự khác biệt cơ bản giữa cân bằng hóa học và cân bằng động là cân bằng hóa học mô tả trạng thái mà nồng độ của chất phản ứng và sản phẩm không bị thay đổi, trong khi cân bằng động mô tả trạng thái mà tại đó tỷ lệ chất phản ứng và sản phẩm không thay đổi, nhưng các chất di chuyển giữa các hóa chất với tốc độ bằng nhau.
