Reversible reaktioner forekommer i begge retninger, men hver reversibel reaktion sætter sig ned i en "ligevægt" -position. Hvis du vil karakterisere ligevægten ved en sådan reaktion, beskriver ligevægtskonstanten balancen mellem produkterne og reaktanterne. Beregning af ligevægtskonstanten kræver viden om koncentrationerne af produkterne og reaktanterne i reaktionen, når den er i ligevægt. Konstantens værdi afhænger også af temperaturen, og om reaktionen er eksoterm eller endoterm.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Til den generiske reaktion:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Her er små bogstaver antallet af mol for hver, de store bogstaver står for de kemiske komponenter i reaktionen, og bogstaverne i parentes repræsenterer tilstanden af sagen. Du finder ligevægtskoncentrationen af koncentration med udtrykket:
Kc = [G]g [H]h ÷ [A]-en[B]b
For eksotermiske reaktioner reducerer temperaturforøgelsen værdien af konstanten, og for endotermiske reaktioner øger temperaturen værdien af konstanten.
Beregning af ligevægtskonstanten
Formlen for ligevægtskonstanten henviser til en generisk "homogen" reaktion (hvor stoftilstandene for produkterne og reaktanterne er de samme), som er:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Hvor små bogstaver repræsenterer antallet af mol af hver komponent i reaktionen, og de store bogstaver stå ind for de kemikalier, der er involveret i reaktionen, og bogstavet (g) i parentes repræsenterer materiens tilstand (gas, i dette sag).
Følgende udtryk definerer ligevægtskonstanten i koncentration (Kc):
Kc = [G]g [H]h ÷ [A]-en[B]b
Her er firkantede parenteser for koncentrationerne (i mol pr. Liter) for hver af reaktionskomponenterne ved ligevægt. Bemærk, at mol af hver komponent i den oprindelige reaktion nu er eksponenter i udtrykket. Hvis reaktionen favoriserer produkterne, bliver resultatet større end 1. Hvis det favoriserer reaktanterne, vil det være mindre end 1.
For inhomogene reaktioner er beregningerne de samme, undtagen faste stoffer, rene væsker og opløsningsmidler tælles alle simpelthen som 1 i beregningerne.
Ligevægtskonstanten for tryk (Ks) er virkelig ens, men det bruges til reaktioner, der involverer gasser. I stedet for koncentrationerne bruger den delvist tryk af hver komponent:
Ks = sGg sHh ÷ sEN-en sBb
Her, (sG) er trykket fra komponent (G) og så videre, og små bogstaver repræsenterer antallet af mol i ligningen for reaktionen.
Du udfører disse beregninger på en ganske lignende måde, men det afhænger af, hvor meget du ved om mængderne eller trykket af produkterne og reaktanterne i ligevægt. Du kan bestemme konstanten ved hjælp af kendte startmængder og en ligevægtsmængde med lidt algebra, men generelt er det mere ligetil med kendte ligevægtskoncentrationer eller -tryk.
Hvordan temperatur påvirker ligevægtskonstanten
Ændring af trykket eller koncentrationerne af de ting, der er til stede i blandingen, ændrer ikke ligevægtskonstanten, selv om begge disse kan påvirke ligevægtspositionen. Disse ændringer har tendens til at fortryde effekten af den ændring, du foretog.
Temperatur ændrer på den anden side ligevægtskonstanten. Ved en eksoterm reaktion (dem der frigiver varme) reducerer temperaturforøgelsen værdien af ligevægtskonstanten. For endotermiske reaktioner, der absorberer varme, øger temperaturen stigningen i ligevægtskonstanten ved at øge temperaturen. Det specifikke forhold er beskrevet i van't Hoff-ligningen:
ln (K2÷ K1) = (−∆H0÷ R) × (1 / T.2 - 1 / T.1)
Hvor (∆H0) er ændringen i reaktionens entalpi, (R) er den universelle gaskonstant, (T1) og T2) er start- og sluttemperaturen, og (K1) og (K2) er start- og slutværdierne for konstanten.
