Nøgleforskellen mellem ligevægt og steady state er, at i ligevægt holdes koncentrationerne af alle komponenter konstante, mens kun nogle komponenter i steady state holdes konstante.
Når en eller flere reaktanter omdannes til produkter, kan de gennemgå forskellige modifikationer og energiændringer. De kemiske bindinger i reaktanterne brydes, og nye bindinger dannes for at generere produkter, der er tot alt forskellige fra reaktanterne. Det er det, vi kalder en kemisk reaktion. Ligevægt og steady state er vigtige kemiske begreber vedrørende forskellige kemiske reaktioner.
Hvad er ligevægt?
Nogle reaktioner er reversible, mens nogle reaktioner er irreversible. I en reaktion omdannes reaktanter til produkter. I nogle reaktioner genereres reaktanterne igen fra produkterne. Vi kalder denne type reaktioner som reversible. I irreversible reaktioner, når først reaktanterne er omdannet til produkter, regenereres de ikke igen fra produkter.
I en reversibel reaktion, når reaktanter omdannes til produkter, kalder vi det fremadrettet reaktion. Når produkter omdannes til reaktanter, kalder vi det en baglænsreaktion. Når hastigheden af fremadgående og tilbagegående reaktioner er ens, så er reaktionen i ligevægt. Derfor ændrer mængden af reaktanter og produkter sig ikke over en periode.
Figur 01: Termisk ligevægt
Reversible reaktioner har altid en tendens til at komme i ligevægt og opretholde denne ligevægt. Når systemet er i ligevægt, behøver mængden af produkter og reaktanterne ikke nødvendigvis at være lige store. Der kan være en højere mængde af reaktanter end produkter eller omvendt. Det eneste krav i en ligevægtsligning er at opretholde en konstant mængde fra begge over tid. For en reaktion i ligevægt kan vi definere en ligevægtskonstant, som er lig med forholdet mellem koncentrationen af produkter og koncentrationen af reaktioner.
Hvad er Steady State?
Betragt en reaktion, hvor reaktant A går til produktet C via et mellemprodukt B. I en reaktion som denne dannes B af A, og så gennemgår den udtømning til C. Inden reaktionen starter, er der kun A, og B begynder langsomt at bygge op. Men med tiden reduceres mængden af A, og C øges, men mængden af B forbliver omtrent den samme over tid. I denne tilstand, så snart der dannes mere B, vil det udtømmes for at give C med en hurtig hastighed og opretholde en stabil koncentration. Således er syntesehastigheden af B=forbrugshastigheden af B.
A ⟶ B ⟶ C
Stady state-antagelse: d(B)/dt=0.
Hvad er forskellen mellem ligevægt og stabil tilstand?
Ligevægt og steady state er vigtige kemiske begreber. Den vigtigste forskel mellem ligevægt og steady state er, at i ligevægt holdes koncentrationerne af alle komponenter konstante, mens kun nogle komponenter i steady state holdes konstante. I ligevægt er koncentrationerne af komponenter konstante, fordi reaktionshastighederne er ens i den fremadrettede og bagudgående reaktion. I steady state er kun nogle komponenter konstante, fordi dens syntesehastighed og forbrugshastighed er ens. Til dette behøver reaktionerne ikke nødvendigvis at være i ligevægt.
Opsummering – Ligevægt vs stabil tilstand
Ligevægt og steady state er vigtige kemiske begreber. Den vigtigste forskel mellem ligevægt og steady state er, at i ligevægt holdes koncentrationerne af alle komponenter konstante, mens kun nogle komponenter i steady state holdes konstante.
