
เมื่อสารทำปฏิกิริยากัน ที่ภาวะสมดุลจะมีทั้งสารที่เข้าทำปฏิกิริยา (reactant) และผลผลิต (product) ภาวะสมดุล (equilibrium state) เกิดขึ้นเมื่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า (forward reaction ) เท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ (reverse reaction ) ถ้าในระบบที่พิจารณาถ้าปฏิกิริยาเปลี่ยนไปข้างหน้าและย้อนกลับเกิดขึ้นตลอดเวลา เรียกว่า สมดุลพลวัต หรือสมดุลไดนามิก (dynamic equilibrium) เขียนแทนด้วยลูกศรไป-กลับ
1. ภาวะสมดุลระหว่างสถานะ
สารต่างๆสามารถเปลี่ยนสถานะได้ โดยมีการเปลี่ยนแปลงพลังงานควบคู่ไปด้วย
เราสามารถสังเกตจากสีที่คงที่ หรือ สถานะของสารคงที่ดูเสมือนไม่เกิดการเปลี่ยนแปลง แต่ความจริงแล้วระบบมิได้หยุดนิ่งและมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาเรียกการเกิดสภาวะแบบนี้ว่า “สมดุลไดนามิก” ดังนั้นภาวะสมดุลระหว่างสถานะ ก็เป็นสมดุลไดนามิก
2. ภาวะสมดุลในสารละลายอิ่มตัว
เมื่อให้ตัวถูกละลาย ละลายในตัวทาละลาย ตัวถูกละลายก็จะละลายได้เร็วในตอนแรกแล้วละลายได้ช้าลงและเมื่อเกิดสารละลายอิ่ม ตัว เราจะพบว่าตัวถูกละลายไม่ละลายต่อไปอีกไม่
ว่าจะคนสารละลายเป็นเวลานานเท่าใดถ้าอุณหภูมิคงที่ เช่น การนาเกลือแกง (NaCl) มาละลายน้า จนได้สารละลาย และละลายต่อจนได้สารละลายอมิ่ ตัว เมื่อตั้งสารละลายอมิ่ ตัวไว้จะเกิดผลึกของ NaCl เกิดขึ้น แล้วจะมีปริมาณเพมิ่ ขึ้นเรื่อยๆจนในที่สุดผลึกคงที่ เรายังดูเหมือนว่าไม่เกิดผลึกอีก แต่ในระบบผลึกยังคงเกิดขึ้นเรื่อยๆ แล้วก็ละลายในสารละลายอีกด้วย ดังนั้น ภาวะสมดุลในสารละลายอมิ่ ตัวก็เป็นสมดุลไดนามิก
3. ภาวะสมดุลในปฏิกิริยาเคมี
ภาวะสมดุลในปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อเป็นปฏิกิริยาผันกลับได้และเกิดปฏิกิริยาในระบบปิด โดยระบบ แบ่งออกเป็น
1) ระบบเปิด (Opened system) คือระบบที่มีการถ่ายเทได้ทัง้ มวลสารและพลังงานกับสิ่ง แวดล้อม
2) ระบบปิด (Closed system) คือระบบที่มีการถ่ายเทเฉพาะพลังงานอย่างเดียว แต่ไม่มีการถ่ายเทมวลสาร
3) ระบบโดดเดี่ยว (Isolated system) คือระบบที่ไม่มีการถ่ายเททัง้ พลังงานและมวลสารแก่สิ่งแวดล้อม
|
 |
ถ้าเริ่ม ต้นเราใส่ CO จา นวน 1.0 โมล และ H2 จา นวน 3.0 โมล ลงในภาชนะขนาด 10.0ลิตร ที่ 1200 K อัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง CO กับ H2 ขึ้นกับความเข้มข้นของ CO และ H2คือ ตอนแรกๆ สารทั้งสองชนิดมีความเข้มข้นมาก แต่เมื่อสารทำปฏิกิริยากัน ความเข้มข้นจะลดลงเรื่อยๆ นั่น คือ อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะสูงในช่วงแรกๆ แล้วจะค่อยๆลดลง ในขณะที่ความเข้มข้นของผลผลิต (ที่มีค่าเท่ากับศูนย์ในตอนแรก) จะค่อยๆเพิ่ม ขึ้น และมีค่าคงที่เมื่อถึงภาวะสมดุล หรือกล่าวได้อีกอย่างหนึ่งว่า ตอนแรกๆอัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับมีค่าเป็นศูนย์แล้วค่อยๆ เพิ่ม ขึ้นจนเท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า เมื่อถึงสมดุล ที่ภาวะสมดุล ความเข้มข้นของสารต่างๆ มีค่าคงที่ และเราจะไม่เห็นการเปลี่ยนแปลงใดๆ อีกถึงแม้ว่าปฏิกิริยายังคงดาเนินไป
ดังนั้น ในปฏิกิริยาใดจะเกิดสมดุลได้จะต้อง
1. เกิดในระบบปิด
2. มีสมดุลไดนามิก
3. ยังมีสารตั้ง ต้นเหลืออยู่
4. ระบบสามารถเข้าสู่สมดุลได้ไม่ว่าจะเรมิ่ ต้นจากไปข้างหน้าหรือย้อนกลับ
5. เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้
6. ความเข้มข้น, ความดัน และ อุณหภูมิมีผลต่อภาวะสมดุล

https://enchemcom2c.wordpress.com/2012/09/12/สมดุลเคมี-chemical-equilibrium-2/
 |