Sự khác biệt chính - Cân bằng Vật lý và Hóa học
Trạng thái cân bằng mô tả nồng độ của các chất phản ứng và sản phẩm trong hỗn hợp phản ứng trong một hệ thống kín. Trạng thái cân bằng chỉ có thể diễn ra trong một hệ thống kín. Ở trạng thái cân bằng, nồng độ của các chất phản ứng và sản phẩm không đổi. Nếu lượng chất phản ứng hoặc sản phẩm bị thay đổi, nồng độ của các cấu tử khác cũng bị thay đổi một cách tự nhiên để giữ trạng thái cân bằng. Dựa vào đặc điểm của trạng thái cân bằng, có hai loại; cân bằng vật lý và cân bằng hóa học. Sự khác biệt cơ bản giữa cân bằng vật lý và hóa học là cân bằng vật lý là trạng thái cân bằng trong đó trạng thái vật lý của hệ không thay đổi trong khi cân bằng hóa học là trạng thái cân bằng trong đó nồng độ của chất phản ứng và sản phẩm không thay đổi theo thời gian.
Cân bằng Vật lý là gì?
Cân bằng vật lý là trạng thái cân bằng mà trạng thái vật lý của hệ không thay đổi. Sự thay đổi giai đoạn của vật chất từ giai đoạn này sang giai đoạn khác là một quá trình vật lý. Do đó trạng thái cân bằng mà trạng thái vật chất không thay đổi theo thời gian được gọi là trạng thái cân bằng vật chất. Có ba loại cân bằng vật lý chính;
Cân bằng rắn-lỏng
Ví dụ, cân bằng giữa nước đá và nước là cân bằng vật lý vì không có phản ứng hóa học nào diễn ra. Bất kỳ chất tinh khiết nào cũng có thể cùng tồn tại ở cả hai pha rắn và lỏng ở nhiệt độ nóng chảy của chất đó. Điểm nóng chảy là nhiệt độ tại đó chất rắn bắt đầu nóng chảy (chuyển thành dạng lỏng).
Cân bằng hơi lỏng
Cân bằng giữa nước và hơi nước là trạng thái cân bằng vật lý mà không có phản ứng hóa học nào diễn ra. Tuy nhiên, loại cân bằng này chỉ xảy ra bên trong các hệ thống kín, trừ khi hơi thoát ra khỏi trạng thái cân bằng.
Cân bằng hơi rắn
Loại cân bằng vật lý này có thể được quan sát thấy trong các chất trải qua quá trình thăng hoa. Ở đó, cân bằng xảy ra ở nhiệt độ thăng hoa (thăng hoa là sự chuyển đổi chất rắn trực tiếp thành pha hơi, không qua pha lỏng). Ví dụ, chuyển đổi amoni clorua rắn (NH4Cl) thành amoni clorua ở thể khí.
Cân bằng Hóa học là gì?
Cân bằng hoá học là trạng thái cân bằng mà nồng độ của các chất phản ứng và sản phẩm không bị thay đổi theo thời gian. Loại cân bằng này có thể được quan sát trong các phản ứng hóa học thuận nghịch. Cân bằng hóa học là kết quả khi phản ứng thuận và phản ứng thuận nghịch xảy ra với tốc độ như nhau. Không có sự thay đổi thực sự về nồng độ của từng chất phản ứng và sản phẩm tham gia vào các phản ứng cân bằng.
Hình 1: Đồ thị của phản ứng giữa A và B; nồng độ của chất phản ứng trở nên không đổi sau khi hỗn hợp phản ứng đạt được trạng thái cân bằng
Ví dụ, phản ứng giữa khí hiđro và hơi iot trong một hệ thống kín tạo ra màu tím đậm lúc đầu, sau đó nhạt dần theo thời gian. Màu tím đậm là do hơi iot tạo ra. Màu nhạt dần do phản ứng giữa hơi iot và khí hiđro. Sau một thời gian, màu vẫn không đổi. Đó là điểm mà tại đó phản ứng đạt được trạng thái cân bằng. Đây là trạng thái cân bằng hóa học.
H2 (g)+ I2 (g)↔ HI(g)
Sự tương đồng giữa trạng thái cân bằng vật lý và hóa học là gì?
- Cả Cân bằng Vật lý và Hóa học đều là các dạng trạng thái cân bằng.
- Cả hai dạng Cân bằng Vật lý và Hóa học đều có các thông số không đổi theo thời gian.
Sự khác biệt giữa trạng thái cân bằng vật lý và hóa học là gì?
Cân bằng vật lý và hóa học |
|
| Cân bằng vật lý là trạng thái cân bằng trong đó trạng thái vật lý của hệ không thay đổi. | Cân bằng hóa học là trạng thái cân bằng trong đó nồng độ của các chất phản ứng và sản phẩm không thay đổi theo thời gian. |
| Thiên nhiên | |
| Các trạng thái cân bằng vật lý cho thấy không có sự thay đổi trong các trạng thái vật lý của vật chất liên quan đến trạng thái cân bằng. | Cân bằng hóa học không cho thấy sự thay đổi về nồng độ của các chất phản ứng và các sản phẩm có liên quan đến trạng thái cân bằng. |
| Lý thuyết | |
| Cân bằng vật lý bao gồm sự cùng tồn tại của hai trạng thái vật chất bên trong cùng một hệ thống kín. | Cân bằng hóa học bao gồm tốc độ phản ứng thuận và nghịch bằng nhau. |
Tóm tắt - Cân bằng Vật lý và Hóa học
Trạng thái cân bằng của một hệ là trạng thái có các tham số không đổi bên trong hệ đó. Dựa vào các đặc điểm của trạng thái cân bằng của một hệ, có hai dạng cân bằng; cân bằng vật lý và cân bằng hóa học. Sự khác biệt giữa cân bằng vật lý và hóa học là cân bằng vật lý là trạng thái cân bằng trong đó trạng thái vật lý của hệ không thay đổi trong khi cân bằng hóa học là trạng thái cân bằng trong đó nồng độ của chất phản ứng và sản phẩm không thay đổi theo thời gian.
