Peamine erinevus – füüsiline vs keemiline tasakaal
Tasakaaluseisund kirjeldab reagentide ja saaduste kontsentratsioone reaktsioonisegus suletud süsteemis. Tasakaal saab aset leida ainult suletud süsteemis. Tasakaalus jäävad reagentide ja saaduste kontsentratsioonid konstantsetele väärtustele. Reagentide või saaduste koguse muutmisel muudetakse tasakaalu hoidmiseks spontaanselt ka teiste koostisosade kontsentratsiooni. Tasakaalu tunnuste põhjal on kahte tüüpi; füüsikaline tasakaal ja keemiline tasakaal. Peamine erinevus füüsikalise ja keemilise tasakaalu vahel on see, et füüsiline tasakaal on tasakaal, milles süsteemi füüsikaline olek ei muutu, samas kui keemiline tasakaal on tasakaaluolek, milles reagentide ja toodete kontsentratsioonid aja jooksul ei muutu.
Mis on füüsiline tasakaal?
Füüsiline tasakaal on tasakaaluseisund, milles süsteemi füüsiline olek ei muutu. Aine faasi muutumine ühest faasist teise on füüsiline protsess. Seetõttu nimetatakse tasakaaluolekut, milles füüsikaline olek aja jooksul ei muutu, füüsiliseks tasakaaluks. Füüsilist tasakaalu on kolm peamist tüüpi;
Tahke-vedeliku tasakaal
Näiteks tasakaal jää ja vee vahel on füüsiline tasakaal, kuna seal ei toimu keemilisi reaktsioone. Iga puhas aine võib selle aine sulamistemperatuuril koos eksisteerida nii tahkes kui ka vedelas faasis. Sulamistemperatuur on temperatuur, mille juures tahke aine hakkab sulama (muutub vedelaks).
Vedeliku-auru tasakaal
Vee ja auru vaheline tasakaal on füüsiline tasakaal, milles keemilisi reaktsioone ei toimu. Seda tüüpi tasakaal esineb aga ainult suletud süsteemides, välja arvatud juhul, kui aur tasakaalust välja pääseb.
Tahke-auru tasakaal
Seda tüüpi füüsikalist tasakaalu võib täheldada ainetes, mis läbivad sublimatsiooni. Seal tekib tasakaal sublimatsioonitemperatuuril (sublimatsioon on tahke aine muundamine otse aurufaasiks, ilma vedelat faasi läbimata). Näiteks tahke ammooniumkloriidi (NH4Cl) muundamine gaasiliseks ammooniumkloriidiks.
Mis on keemiline tasakaal?
Keemiline tasakaal on tasakaaluolek, milles reaktiivide ja saaduste kontsentratsioonid aja jooksul ei muutu. Seda tüüpi tasakaalu võib täheldada pöörduvates keemilistes reaktsioonides. Keemiline tasakaal tekib siis, kui pöörduva keemilise reaktsiooni edasi- ja tagasisuunalised reaktsioonid toimuvad sama kiirusega. Iga tasakaalureaktsioonides osaleva reagendi ja toote kontsentratsioonides ei toimu puhasmuutusi.
Joonis 1: A ja B vahelise reaktsiooni graafik; reaktiivi kontsentratsioonid muutuvad konstantseks pärast seda, kui reaktsioonisegu saavutab tasakaalu
Näiteks gaasilise vesiniku ja joodiauru vaheline reaktsioon suletud süsteemis annab alguses sügavvioletse värvuse, mis aja jooksul tuhmub. Sügav alt violetse värvuse annab joodiaur. Värv tuhmub joodiauru ja gaasilise vesiniku vahelise reaktsiooni tõttu. Mõne aja pärast jääb värv konstantseks. See on punkt, kus reaktsioon on saavutanud tasakaaluoleku. See on keemiline tasakaal.
H2(g) + I2(g) ↔ HI(g)
Millised on füüsikalise ja keemilise tasakaalu sarnasused?
- Nii füüsiline kui ka keemiline tasakaal on tasakaaluseisundite vormid.
- Nii füüsikalise kui ka keemilise tasakaalu vormide parameetrid on ajas konstantsed.
Mis vahe on füüsikalisel ja keemilisel tasakaalul?
Füüsiline vs keemiline tasakaal |
|
| Füüsiline tasakaal on tasakaaluseisund, milles süsteemi füüsiline olek ei muutu. | Keemiline tasakaal on tasakaaluolek, milles reaktiivide ja saaduste kontsentratsioonid aja jooksul ei muutu. |
| Loodus | |
| Füüsikalised tasakaalud ei näita tasakaaluga seotud aine füüsikaliste olekute muutusi. | Keemiline tasakaal ei näita tasakaalus osalevate reagentide ja toodete kontsentratsiooni muutusi. |
| Teooria | |
| Füüsiline tasakaal hõlmab kahe füüsikalise oleku kooseksisteerimist samas suletud süsteemis. | Keemiline tasakaal hõlmab võrdset kiirust edasi- ja tagasisuunas toimuvate reaktsioonide suhtes. |
Kokkuvõte – füüsiline vs keemiline tasakaal
Süsteemi tasakaaluseisund on olek, kus selles süsteemis on konstantsed parameetrid. Süsteemi tasakaaluseisundi tunnuste alusel on tasakaalu kaks vormi; füüsikaline tasakaal ja keemiline tasakaal. Füüsikalise ja keemilise tasakaalu erinevus seisneb selles, et füüsikaline tasakaal on tasakaal, milles süsteemi füüsikaline olek ei muutu, samas kui keemiline tasakaal on tasakaaluolek, milles reaktiivide ja saaduste kontsentratsioonid aja jooksul ei muutu.
