שיווי משקל ברמה המיקרוסקופית


שיווי משקל ברמה המיקרוסקופית

 

כפי שתיארנו כבר מערכת בשיווי משקל מאופיינת בכך שאין בה שינויים בריכוזי החומרים השונים.

ננסה לדמות זאת למצב בו שני אנשים עומדים זה מול זה לכל אחד מהם מספר כדורים כלשהו (מספר הכדורים אצל אדם א' לא חייב להיות שווה למספר הכדורים אצל אדם ב'), והם מוסרים אחד לשני כדורים.
כל עוד אדם א' מוסר לאדם ב' בדקה מספר כדורים שווה למספר הכדורים שמוסר אדם ב' לאדם א', לא משתנה אצל כל אחד מהם מספר הכדורים הכולל וזה דומה למצב שיווי משקל במערכת כלשהי.

מה קורה במערכת עד שהיא מגיעה למצב שיווי משקל?
ניתן להבין שאם במצב שיווי משקל מהירות התגובה הישירה, בתהליך המנוסח, שווה למהירות התגובה ההפוכה, אז כשהמערכת לא במצב שיווי משקל התגובות הישירה וההפוכה לא שוות במהירותן.
ניתן לומר זאת גם כך, קצב התגובה הישירה לא שווה לקצב התגובה ההפוכה.

נזכיר שקצב / מהירות התגובה תלוי, בין היתר, בריכוז החומרים המשתתפים בתהליך.
ככל שריכוז החומרים גדול יותר, כך גדול יותר הסיכוי להתנגשות בין חלקיקי החומרים המגיבים ואיתו הסיכוי להתנגשות פורייה ולכן גם התגובה היא מהירה יותר.

ננסה לתאר מה קורה בכלי שבו בסופו של דבר נמצאת המערכת בשיווי משקל.

שיווי-משקל-ברמה-המיקרוסקופית-1

לכלי סגור הכניסו את חומר A בריכוז מסוים.

בשלב הראשון מתרחשת בכלי רק התגובה הישירה.
היות והכלי מכיל רק מולקולות של חומר A ואין בכלי בכלל את מולקולות חומר B, ניתן לומר שבשלב הזה מהירות התגובה הישירה (התגובה שבה מולקולות של חומר A מגיבות ביניהם ויוצרות את חומר B), גבוהה ממהירות התגובה ההפוכה (התגובה שבה מולקולות של חומר B מגיבות ביניהם ויוצרות את חומר A), כי בכלי בשלב הראשון אין בכלל מולקולות של חומר B.
כן ניתן לומר שבשלב הזה מהירות התגובה ההפוכה היא 0.

ככל שעובר הזמן ריכוז מולקולות חומר A הולך וקטן כי חלק ממולקולות חומר A הופך בעקבות התגובה למולקולות של חומר B.
היות וריכוזו של חומר A הולך וקטן הסיכוי להתנגשות בין מולקולות חומר A הולך וקטן ואיתו גם הסיכוי להתנגשות פורייה ביניהם, זאת אומרת שמהירות התגובה הישירה הולך וקטן.

במקביל, היות ובכלי נוצרות מולקולות של חומר B וריכוזם הולך וגדל, ניתן לומר שקצב התגובה ההפוכה הולך וגדל כי ככל שיש יותר מולקולות של חומר B בכלי ריכוזו של חומר B בכלי גדול יותר ולכן הסיכוי להתנגשות ואיתו להתנגשות פורייה בין מולקולות חומר B הולך וגדל. כאמור קצב/ מהירות התגובה ההפוכה הולך וגדל.

כל זה קורה עד שקצב התגובה הישירה משתווה לקצב התגובה ההפוכה ואז המערכת כאמור במצב שיווי משקל.
ניתן לתאר זאת באופן גרפי באופן הבא :

שיווי-משקל-ברמה-המיקרוסקופית-גרף

שימו לב ♥ שזהו גרף המתאר את קצב התגובה כנגד הזמן ולא את ריכוז החומרים.

  • הגרף האדום מתאר את קצב התגובה הישירה
  • בגרף הכחול מתאר את קצב התגובה ההפוכה

ניתן לראות שבזמן 0 דקות קצב התגובה ההפוכה הוא 0.

המשך התוכן בעמוד זה למנויים (חודשי/שנתי) בלבד

אם הינך מנוי/ה אנא הכנס שם משתמש וסיסמא!

אם אין ברשותך מנוי אנא בדוק/בדקי את תוכניות מנויים