化學平衡

動態平衡(dynamic equilibrium)

想象一部上行的扶梯,有人正以恰好等於扶梯的速度往下走。在旁人看來,這個人彷彿定在原地——可扶梯和這個人始終都在賣力地動。他們的努力相互抵消,於是表面靜止,底下卻在運動。化學裡的動態平衡就是這種情形:外表毫無變化,內裡從不停歇。

動態平衡描述的是這樣一個系統:兩個相反的過程以相等的速率持續進行,於是整體組成保持不變,儘管單個粒子始終在兩邊來回換位。「動態」二字才是要害:它強調正反應和逆反應在分子層面仍在發生。這與「靜態」平衡相對,比如一本靜放在桌上的書,那裡才是真的什麼都不動。

把平衡認作動態的,能解釋好幾個真實現象。如果你往一個處於平衡的系統裡加入一個帶標記(同位素標記)的原子,你會發現它逐漸分布到反應物和產物之中——這正是交換從未停止的證據。需要誠實提醒的是:宏觀性質(顏色、壓強、濃度)保持不變是平衡的證據,但它們掩蓋了大量看不見的分子往來。

一隻密封的瓶子裡裝著半瓶水。水分子不斷從表面蒸發,蒸氣分子也不斷凝結回去。一旦這兩個速率相等,水位和瓶內濕度就保持穩定——這是液體與蒸氣之間的動態平衡,每一刻都很忙碌。

外表靜止,內裡不停交換。

動態平衡不同於流動系統中的穩態。平衡需要一個封閉系統、正逆速率相等;而穩態可以靠持續的流入與流出來維持,且遠離平衡。

又稱
动态平衡動態平衡