Het belangrijkste verschil tussen evenwicht en stationaire toestand is dat in evenwicht de concentraties van alle componenten constant worden gehouden, terwijl in stabiele toestand slechts enkele componenten constant worden gehouden.
Wanneer een of meer reactanten worden omgezet in producten, kunnen ze verschillende modificaties en energieveranderingen ondergaan. De chemische bindingen in de reactanten worden verbroken en er worden nieuwe bindingen gevormd om producten te genereren die totaal anders zijn dan de reactanten. Dit noemen we een chemische reactie. Evenwicht en stationaire toestand zijn belangrijke chemische concepten met betrekking tot verschillende chemische reacties.
Wat is evenwicht?
Sommige reacties zijn omkeerbaar, terwijl sommige reacties onomkeerbaar zijn. Bij een reactie worden reactanten omgezet in producten. In sommige reacties genereren de reactanten opnieuw uit de producten. We noemen dit soort reacties omkeerbaar. Bij onomkeerbare reacties, als de reactanten eenmaal zijn omgezet in producten, regenereren ze niet opnieuw uit producten.
In een omkeerbare reactie, wanneer reactanten worden omgezet in producten, noemen we het voorwaartse reactie. Wanneer producten worden omgezet in reactanten, noemen we dit een achterwaartse reactie. Wanneer de snelheid van voorwaartse en achterwaartse reacties gelijk is, is de reactie in evenwicht. Daarom verandert de hoeveelheid reactanten en producten niet in de loop van de tijd.
Figuur 01: Thermisch evenwicht
Omkeerbare reacties hebben altijd de neiging om tot evenwicht te komen en dat evenwicht te behouden. Wanneer het systeem in evenwicht is, hoeven de hoeveelheid producten en de reactanten niet noodzakelijk gelijk te zijn. Er kan een grotere hoeveelheid reactanten zijn dan producten of omgekeerd. De enige vereiste in een evenwichtsvergelijking is het handhaven van een constante hoeveelheid van beide in de tijd. Voor een reactie in evenwicht kunnen we een evenwichtsconstante definiëren, die gelijk is aan de verhouding tussen de concentratie van producten en concentratie van reacties.
Wat is Steady State?
Beschouw een reactie waarbij reactant A via een tussenproduct B naar het product C gaat. In een reactie als deze wordt B gevormd door A, en vervolgens ondergaat het uitputting om C te vormen. Voordat de reactie begint, is er alleen A, en B begint langzaam op te bouwen. Na verloop van tijd neemt de hoeveelheid A echter af en neemt C toe, maar de hoeveelheid B blijft in de loop van de tijd ongeveer hetzelfde. In deze toestand, zodra er meer B wordt gevormd, zal het uitgeput raken om C met een hoge snelheid te geven, waarbij een stabiele concentratie wordt gehandhaafd. Dus synthesesnelheid van B=consumptiesnelheid van B.
A ⟶ B ⟶ C
Steady-state aanname: d(B)/dt=0.
Wat is het verschil tussen evenwicht en stabiele toestand?
Equilibrium en steady state zijn belangrijke chemische concepten. Het belangrijkste verschil tussen evenwicht en stationaire toestand is dat in evenwicht de concentraties van alle componenten constant worden gehouden, terwijl in stabiele toestand slechts enkele componenten constant worden gehouden. In evenwicht zijn de concentraties van componenten constant omdat de reactiesnelheden in de voorwaartse en achterwaartse reactie gelijk zijn. In stabiele toestand zijn slechts enkele componenten constant omdat de synthesesnelheid en consumptiesnelheid gelijk zijn. Hiervoor hoeven de reacties niet noodzakelijk in evenwicht te zijn.
Samenvatting – Evenwicht versus stabiele toestand
Equilibrium en steady state zijn belangrijke chemische concepten. Het belangrijkste verschil tussen evenwicht en stationaire toestand is dat in evenwicht de concentraties van alle componenten constant worden gehouden, terwijl in stabiele toestand slechts enkele componenten constant worden gehouden.
