Belangrijk verschil - Fysiek versus chemisch evenwicht
Een evenwichtstoestand beschrijft de concentraties van reactanten en producten in een reactiemengsel in een gesloten systeem. Een evenwicht kan alleen plaatsvinden in een gesloten systeem. In evenwicht blijven de concentraties van reactanten en producten op constante waarden. Als de hoeveelheid reactanten of producten verandert, verandert ook de concentratie van andere bestanddelen spontaan om het evenwicht te behouden. Op basis van de kenmerken van evenwicht zijn er twee soorten; fysiek evenwicht en chemisch evenwicht. Het belangrijkste verschil tussen fysiek en chemisch evenwicht is dat een fysiek evenwicht een evenwicht is waarin de fysieke toestand van het systeem niet verandert, terwijl chemisch evenwicht de evenwichtstoestand is waarin de concentraties van reactanten en producten niet met de tijd veranderen.
Wat is fysiek evenwicht?
Een fysiek evenwicht is een evenwichtstoestand waarin de fysieke toestand van het systeem niet verandert. Verandering van fase van materie van de ene fase naar de andere is een fysiek proces. Vandaar dat de evenwichtstoestand waarin de fysieke toestand niet verandert met de tijd bekend staat als het fysieke evenwicht. Er zijn drie hoofdtypen fysiek evenwicht;
Vloeistof-evenwichtsevenwicht
Het evenwicht tussen ijs en water is bijvoorbeeld een fysiek evenwicht omdat er geen chemische reacties plaatsvinden. Elke zuivere stof kan naast elkaar bestaan in zowel vaste als vloeibare fasen bij het smeltpunt van die stof. Het smeltpunt is de temperatuur waarbij de vaste stof begint te smelten (omgezet in zijn vloeibare vorm).
Vloeistof-dampevenwicht
Het evenwicht tussen water en stoom is een fysiek evenwicht waarin geen chemische reacties plaatsvinden. Dit soort evenwicht vindt echter alleen plaats in gesloten systemen, tenzij de damp uit het evenwicht ontsnapt.
Equilibrium vaste damp
Dit soort fysiek evenwicht kan worden waargenomen in stoffen die sublimatie ondergaan. Daar vindt het evenwicht plaats bij de sublimatietemperatuur (sublimatie is de omzetting van een vaste stof direct in de dampfase, zonder een vloeibare fase door te laten). Bijvoorbeeld omzetting van vast ammoniumchloride (NH4Cl) in gasvormig ammoniumchloride.
Wat is chemisch evenwicht?
Chemisch evenwicht is de evenwichtstoestand waarin de concentraties van reactanten en producten met de tijd niet veranderen. Dit type evenwicht kan worden waargenomen in omkeerbare chemische reacties. Het chemische evenwicht ontstaat wanneer de voorwaartse en achterwaartse reacties van de omkeerbare chemische reactie met dezelfde snelheid plaatsvinden. Er zijn geen netto veranderingen in de concentraties van elke reactant en elk product die betrokken zijn bij evenwichtsreacties.
Figuur 1: Grafiek van de reactie tussen A en B; de reactantconcentraties worden constant nadat het reactiemengsel een evenwicht heeft bereikt
De reactie tussen waterstofgas en jodiumdamp in een gesloten systeem geeft in het begin bijvoorbeeld een dieppaarse kleur, die met de tijd vervaagt. De diep violette kleur wordt gegeven door jodiumdamp. De kleur vervaagt door de reactie tussen jodiumdamp en waterstofgas. Na enige tijd blijft de kleur constant. Het is het punt waarop de reactie een evenwichtstoestand heeft bereikt. Dit is een chemisch evenwicht.
H2(g) + I2(g) ↔ HI(g)
Wat zijn de overeenkomsten tussen fysisch en chemisch evenwicht?
- Zowel fysiek als chemisch evenwicht zijn vormen van evenwichtstoestanden.
- Zowel fysische als chemische evenwichtsvormen hebben parameters die constant zijn in de tijd.
Wat is het verschil tussen fysiek en chemisch evenwicht?
Fysiek versus chemisch evenwicht |
|
| Een fysiek evenwicht is een evenwichtstoestand waarin de fysieke toestand van het systeem niet verandert. | Chemisch evenwicht is de evenwichtstoestand waarin de concentraties van reactanten en producten niet met de tijd veranderen. |
| Natuur | |
| Fysieke evenwichten laten geen verandering zien in de fysieke toestanden van materie die bij het evenwicht betrokken is. | Chemische evenwichten laten geen veranderingen zien in de concentraties van reactanten en producten die bij het evenwicht betrokken zijn. |
| Theorie | |
| Fysiek evenwicht omvat het naast elkaar bestaan van twee fysieke toestanden binnen hetzelfde gesloten systeem. | Chemische evenwichten omvatten gelijke snelheden van voorwaartse en achterwaartse reacties. |
Samenvatting – Fysisch versus chemisch evenwicht
De evenwichtstoestand van een systeem is de toestand van constante parameters binnen dat systeem. Op basis van de kenmerken van de evenwichtstoestand van een systeem zijn er twee vormen van evenwicht; fysiek evenwicht en chemisch evenwicht. Het verschil tussen fysiek en chemisch evenwicht is dat een fysiek evenwicht een evenwicht is waarin de fysieke toestand van het systeem niet verandert, terwijl chemisch evenwicht de evenwichtstoestand is waarin de concentraties van reactanten en producten niet met de tijd veranderen.
