Het belangrijkste verschil tussen chemisch evenwicht en dynamisch evenwicht is dat het chemische evenwicht de toestand beschrijft waarin concentraties van reactanten en producten geen verandering ondergaan, terwijl het dynamische evenwicht de toestand beschrijft waarin de verhouding van reactanten en producten niet verandert veranderen, maar stoffen verplaatsen zich in gelijke mate tussen de chemicaliën.
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. We noemen dit soort chemische modificatie een chemische reactie. Thermodynamica is de studie van transformaties van energie die betrekking heeft op de energetische en de positie van het evenwicht in een reactie.
Wat is chemisch evenwicht?
Chemisch evenwicht is de toestand waarin zowel reactanten als producten aanwezig zijn in concentraties die niet meer de neiging hebben om met de tijd te veranderen. Sommige reacties zijn omkeerbaar en sommige reacties zijn onomkeerbaar. Bij een reactie worden reactanten omgezet in producten. En in sommige reacties genereren de reactanten opnieuw uit de producten. Daarom is dit type reactie omkeerbaar.
Bij onomkeerbare reacties, als de reactanten eenmaal zijn omgezet in producten, regenereren ze niet opnieuw uit de producten. In een omkeerbare reactie wanneer reactanten naar producten gaan, noemen we dit de voorwaartse reactie, en wanneer producten naar reactanten gaan, is dit de achterwaartse reactie.
Figuur 01: Hoeveelheid reactanten (in rood) neemt af en hoeveelheid producten (in blauw) neemt toe na het chemisch evenwicht
Aard van de reactie
Als de snelheid van voorwaartse en achterwaartse reacties gelijk is, is de reactie in evenwicht. Daarom verandert de hoeveelheid reactanten en producten in de loop van de tijd niet. Omkeerbare reacties hebben altijd de neiging om tot evenwicht te komen en dat evenwicht te behouden. Wanneer het systeem in evenwicht is, zijn de hoeveelheid producten en de reactanten niet noodzakelijk gelijk. Er kan een grotere hoeveelheid reactanten zijn dan de producten of omgekeerd. De enige vereiste in een evenwichtsvergelijking is om in de loop van de tijd een constante hoeveelheid van beide aan te houden. Voor een reactie in evenwicht kunnen we een evenwichtsconstante definiëren; waar het gelijk is aan de verhouding tussen de concentratie van producten en de concentratie van reacties.
K=[product] /[reactant]m
Waar, n en m zijn de stoichiometrische coëfficiënten van het product en de reactant. Voor een evenwichtsreactie, als de voorwaartse reactie exotherm is, dan is de achterwaartse reactie endotherm en vice versa. Normaal gesproken zijn alle andere parameters voor voorwaartse en achterwaartse reacties zo tegengesteld aan elkaar. Daarom, als we een van de reacties willen faciliteren, hoeven we alleen maar de parameters aan te passen om die reactie te vergemakkelijken.
Wat is dynamisch evenwicht?
Dynamisch evenwicht is ook een soort evenwicht waarbij de hoeveelheden producten en reactanten in de loop van de tijd niet veranderen. In dynamisch evenwicht betekent echter niet dat de reactie is gestopt door te zeggen dat de hoeveelheden niet veranderen. In plaats daarvan verloopt de reactie zodanig dat de hoeveelheden ongewijzigd blijven (de nettoverandering is nul).
Figuur 02: Verandering van voorwaartse en achterwaartse reacties in een dynamisch evenwicht
Het woord 'dynamisch evenwicht' betekent simpelweg dat de reactie omkeerbaar is en voortduurt. Om een dynamisch evenwicht te laten plaatsvinden, moet het systeem een gesloten systeem zijn, zodat er geen energie of materie uit het systeem ontsnapt.
Wat is het verschil tussen chemisch evenwicht en dynamisch evenwicht?
Dynamisch evenwicht is een soort chemisch evenwicht. Het belangrijkste verschil tussen chemisch evenwicht en dynamisch evenwicht is dat chemisch evenwicht de toestand beschrijft waarin concentraties van reactanten en producten geen verandering ondergaan, terwijl het dynamische evenwicht de toestand beschrijft waarin de verhouding van reactanten en producten niet verandert, maar stoffen bewegen tussen de chemicaliën in gelijke mate.
Bovendien gaat de reactie in een dynamisch evenwicht door, maar de hoeveelheid reactanten en producten blijft ongewijzigd omdat de snelheden van de voorwaartse en achterwaartse reacties hetzelfde zijn. Er kunnen gevallen zijn in chemisch evenwicht waarbij de hoeveelheden producten en reactant onveranderd blijven omdat de reactie is gestopt. Dit is dus ook een verschil tussen chemisch evenwicht en dynamisch evenwicht.
Hieronder infographic over het verschil tussen chemisch evenwicht en dynamisch evenwicht geeft meer informatie over deze verschillen.
Samenvatting – Chemisch evenwicht versus dynamisch evenwicht
Een evenwicht is een toestand van een systeem die geen netto verandering vertoont. Chemisch evenwicht verkrijgt deze toestand wanneer de reactie stopt, terwijl het dynamische evenwicht deze toestand verkrijgt wanneer de voorwaartse en achterwaartse reactiesnelheden gelijk zijn. Het belangrijkste verschil tussen chemisch evenwicht en dynamisch evenwicht is dat chemisch evenwicht de toestand beschrijft waarin concentraties van reactanten en producten geen verandering ondergaan, terwijl het dynamische evenwicht de toestand beschrijft waarin de verhouding van reactanten en producten niet verandert, maar stoffen bewegen met een gelijke snelheid tussen de chemicaliën.
