สมดุลเคมี : ภาวะสมดุล


ระดับชั้น : มัธยม 6


 
ปฏิกิริยาผันกลับได้
ภาวะสมดุล
ค่าคงที่สมดุล
ความสัมพันธ์ของค่าคงที่สมดุลกับสมการเคมี
การคำนวณเกี่ยวกับค่าคงที่สมดุล
ปัจจัยที่มีผลต่อภาวะสมดุล
หลักของเลอชาเตอลิเอ

ภาวะสมดุล

เมื่อนำของเหลวที่ระเหยได้จำนวนหนึ่งใส่ในภาชนะที่มีฝาปิดตั้งทิ้งไว้ในห้องที่มีอุณหภูมิคงที่ จะพบว่า ระดับของเหลวจะลดลงจนในที่สุดจะคงที่ การที่เป็นเช่นนี้เพราะของเหลวบางส่วนระเหยกลายเป็นไอ และไอบางส่วนก็ควบแน่นกลับมาเป็นของเหลวอีก ในตอนแรกการระเหยจะมากกว่าการควบแน่น ทำให้ระดับของเหลวลดลง แต่เมื่อเวลาผ่านไป การควบแน่นจะมากขึ้น และในที่สุดอัตราการระเหยและการควบแน่นจะเท่ากัน ทำให้ระดับของของเหลวคงที่ เรียกภาวะที่ระบบมีการเปลี่ยนแปลงเท่ากันนี้ว่า ภาวะสมดุล

ภาวะสมดุล หมายถึง ภาวะที่ระบบมีสมบัติคงที่ ซึ่งระบบยังคงมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา โดยมีอัตราการเปลี่ยนแปลงไปข้างหน้าเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงย้อนกลับ


ลักษณะทั่วไปของภาวะสมดุล

  1. มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา โดยระบบมิได้หยุดนิ่ง เรียกว่าสมดุลไดนามิก (Dynamic Equilibrium) ซึ่งเป็นสมดุลที่โมเลกุลของสารในระบบมีการเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้และเกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลาในระบบปิด


  2. ระบบจะดำเนินเข้าสู่ภาวะสมดุลได้เอง โดยอัตราการเปลี่ยนแปลงไปข้างหน้าเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงย้อนกลับ


  3. การดำเนินเข้าสู่ภาวะสมดุลของระบบอาจเริ่มจากทางซ้ายหรือทางขวาก็ได้
เราสามารถสรุปได้ว่า ในปฏิกิริยาผันกลับได้ใดๆ ที่เกิดขึ้น จะมีการเปลี่ยนแปลงของปฏิกิริยาจนถึงภาวะหนึ่ง ที่การเปลี่ยนแปลงของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์คงที่ ภาวะที่จุดนี้เรียกว่า ภาวะสมดุล ณ ภาวะสมดุลนี้การเปลี่ยนแปลงของปฏิกิริยายังคงเกิดขึ้นตลอดเวลา ให้พิจารณาปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับก๊าซ เช่น

H2(g) + I2(aq) 2 HI(g)

ถ้าปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นในระบบเปิด จะไม่มีก๊าซ HI เหลือในระบบ ภาวะสมดุลไม่เกิดขึ้น แต่ถ้าทำปฏิกิริยาในระบบปิดแล้ว ก๊าซทุกชนิดที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยายังคงอยู่ในระบบ ทำให้เกิดภาวะสมดุลได้ ดังนั้น ภาวะสมดุลจะเกิดขึ้นในระบบปิดเท่านั้น

เมื่อระบบอยู่ในภาวะสมดุล สมบัติต่างๆ ของระบบจะคงที่ เช่น ความดัน ความหนาแน่น ความถ่วงจำเพาะ ความเข้มข้น และความเข้มของสี เป็นต้น

การพิจารณาว่าระบบหนึ่งๆ อยู่ในภาวะสมดุลหรือไม่ ต้องใช้เวลาเท่าใดจึงจะอยู่ในภาวะสมดุล ให้พิจารณาจากสมบัติต่างๆ ของระบบดังที่กล่าวมาแล้ว เช่น อาจจะดูจากสีของระบบ จากปริมาณของตะกอนในระบบ หรือจากความดันของระบบ นอกจากจะดูด้วยตาเปล่าแล้วอาจจะทำให้เห็นชัดขึ้นโดยการนำสมบัติต่างๆ ของระบบมาเขียนกราฟร่วมกับเวลาที่ใช้ ถ้าเป็นระบบที่เกิดภาวะสมดุล เมื่อถึงระยะเวลาหนึ่งสมบัติเหล่านั้นจะคงที่




ที่มาข้อมูล : หนังสือเรียนวิชาเคมี เล่ม 6 ว 035 หลักสูตรมัธยมศึกษาตอนปลาย พุทธศักราช 2524 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2533) กระทรวงศึกษาธิการ
www.lks.ac.th
http://chemsci.kku.ac.th

    เรื่อง : บทเรียนเคมี
    เข้าชม : 43806