Trạng thái cân bằng mô tả nồng độ chất phản ứng và sản phẩm trong hỗn hợp phản ứng trong một hệ kín. Một trạng thái cân bằng chỉ có thể diễn ra trong một hệ thống kín. Ở trạng thái cân bằng, nồng độ chất phản ứng và sản phẩm vẫn giữ nguyên giá trị không đổi. Nếu lượng chất phản ứng hoặc sản phẩm bị thay đổi, nồng độ của các thành phần khác cũng được thay đổi một cách tự nhiên để giữ cân bằng. Dựa trên các đặc điểm của trạng thái cân bằng, có hai loại; cân bằng vật lý và cân bằng hóa học. Các sự khác biệt chính giữa cân bằng vật lý và hóa học là trạng thái cân bằng vật lý là trạng thái cân bằng trong đó trạng thái vật lý của hệ không thay đổi trong khi trạng thái cân bằng hóa học là trạng thái cân bằng trong đó nồng độ chất phản ứng và sản phẩm không thay đổi theo thời gian.
1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Cân bằng vật lý là gì
3. Cân bằng hóa học là gì
4. Điểm tương đồng giữa cân bằng vật lý và hóa học
5. So sánh cạnh nhau - Cân bằng vật lý và hóa học ở dạng bảng
6. Tóm tắt
Trạng thái cân bằng vật lý là trạng thái cân bằng trong đó trạng thái vật lý của hệ không thay đổi. Thay đổi pha của vật chất từ pha này sang pha khác là một quá trình vật lý. Do đó trạng thái cân bằng trong đó trạng thái vật lý không thay đổi theo thời gian được gọi là trạng thái cân bằng vật lý. Có ba loại cân bằng vật lý chính;
Ví dụ, trạng thái cân bằng giữa băng và nước là trạng thái cân bằng vật lý vì không có phản ứng hóa học diễn ra. Bất kỳ chất tinh khiết nào cũng có thể cùng tồn tại trong cả hai pha rắn và lỏng ở điểm nóng chảy của chất đó. Điểm nóng chảy là nhiệt độ mà chất rắn bắt đầu tan chảy (chuyển thành dạng lỏng).
Trạng thái cân bằng giữa nước và hơi nước là trạng thái cân bằng vật lý trong đó không có phản ứng hóa học đang diễn ra. Tuy nhiên, loại cân bằng này chỉ xảy ra bên trong các hệ kín, trừ khi hơi thoát ra khỏi trạng thái cân bằng.
Kiểu cân bằng vật lý này có thể được quan sát thấy trong các chất trải qua quá trình thăng hoa. Ở đó, trạng thái cân bằng xảy ra ở nhiệt độ thăng hoa (thăng hoa là sự chuyển đổi chất rắn trực tiếp thành pha hơi, mà không qua pha lỏng). Ví dụ: chuyển đổi amoni clorua rắn (NH4Cl) thành clorua amoni khí.
Cân bằng hóa học là trạng thái cân bằng trong đó nồng độ chất phản ứng và sản phẩm không 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 cho kết quả khi các phản ứng thuận và nghịch của phản ứng hóa học thuận nghịch xảy ra với cùng tốc độ. Không có thay đổi ròng về nồng độ của từng chất phản ứng và sản phẩm có liên quan đến phản ứng cân bằng.
Hình 1: Đồ thị của phản ứng giữa A và B; nồng độ chất phản ứng trở nên không đổi sau khi hỗn hợp phản ứng thu được trạng thái cân bằng
Ví dụ, phản ứng giữa khí hydro và hơi iốt trong một hệ thống kín tạo ra màu tím đậm ở đầu, sau đó mờ dần theo thời gian. Màu tím đậm được cho bởi hơi iốt. Màu sắc nhạt dần vì phản ứng giữa hơi iốt và khí hydro. Sau một thời gian, màu vẫn không đổi. Đó là điểm mà tại đó phản ứng đã đạt được trạng thái cân bằng. Đây là một trạng thái cân bằng hóa học.
H2 (g) + Tôi2 (g) HI(g)
Cân bằng vật lý và hóa học | |
Trạng thái 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 chất phản ứng và sản phẩm không thay đổi theo thời gian. |
Thiên nhiên | |
Cân bằng vật lý cho thấy không có thay đổi về trạng thái vật lý của vật chất có liên quan đến trạng thái cân bằng. | Cân bằng hóa học cho thấy không có thay đổi về nồng độ chất phản ứng và sản phẩm có liên quan đến trạng thái cân bằng. |
Học thuyết | |
Cân bằng vật lý bao gồm sự cùng tồn tại của hai trạng thái vật lý trong cùng một hệ kín. | Cân bằng hóa học bao gồm tỷ lệ phản ứng thuận và nghịch bằng nhau. |
Trạng thái cân bằng của một hệ thống là trạng thái có các tham số không đổi bên trong hệ thống đó. Dựa trên 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 trạng thái cân bằng vật lý là trạng thái cân bằng trong đó trạng thái vật lý của hệ không thay đổi trong khi trạng thái cân bằng hóa học là trạng thái cân bằng trong đó nồng độ chất phản ứng và sản phẩm không thay đổi theo thời gian.
1. Các loại cân bằng: cân bằng vật lý và cân bằng hóa học. Xác định lại kiến thức, ngày 2 tháng 3 năm 2018. Có sẵn tại đây
2. Cân bằng hóa học. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 2 tháng 3 năm 2018. Có sẵn tại đây
3. Đặc điểm của các quốc gia cân bằng. Hóa học LibreTexts, Libretexts, 21 tháng 7 năm 2016. Có sẵn tại đây
1.'D cân bằng trực quan'By Petergans tại Wikipedia Tiếng Anh - Công việc riêng (Miền công cộng) qua Commons Wikimedia