Pöörduvad reaktsioonid toimuvad mõlemas suunas, kuid iga pöörduv reaktsioon asetub tasakaaluasendisse. Kui soovite iseloomustada sellise reaktsiooni tasakaalu, kirjeldab tasakaalukonstant toodete ja reaktiivide vahelist tasakaalu. Tasakaalukonstandi arvutamiseks on vaja teada toodete ja reaktiivide kontsentratsiooni reaktsioonis, kui see on tasakaalus. Konstandi väärtus sõltub ka temperatuurist ja sellest, kas reaktsioon on eksotermiline või endotermiline.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Üldise reaktsiooni jaoks:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Siin on väiketähed igaühe moolide arv, suured tähed tähistavad reaktsiooni keemilisi komponente ja sulgudes olevad tähed tähistavad aine olekut. Kontsentratsiooni tasakaalukonstandi leiate järgmisega:
Kc = [G]g [H]h ÷ [A]a[B]b
Eksotermiliste reaktsioonide korral vähendab temperatuuri tõstmine konstandi väärtust ja endotermiliste reaktsioonide korral temperatuuri suurendamine konstandi väärtust.
Tasakaalukonstandi arvutamine
Tasakaalukonstandi valem viitab üldisele "homogeensele" reaktsioonile (kus toodete ja reaktantide olekud on samad), mis on:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Kui väiketähed tähistavad reaktsiooni iga komponendi moolide arvu ja suurtähed seista reaktsioonis osalevate kemikaalide eest ja sulgudes olev täht g tähistab aine olekut (gaas juhtum).
Järgmine avaldis määratleb kontsentratsiooni tasakaalukonstandi (Kc):
Kc = [G]g [H]h ÷ [A]a[B]b
Siin on nurksulgudes reaktsiooni iga komponendi kontsentratsioon (moolides liitri kohta) tasakaalus. Pange tähele, et algse reaktsiooni iga komponendi moolid on nüüd väljendis eksponendid. Kui reaktsioon soodustab saadusi, on tulemus suurem kui 1. Kui see soosib reaktante, on see väiksem kui 1.
Homogeensete reaktsioonide puhul on arvutused samad, välja arvatud see, et tahked ained, puhtad vedelikud ja lahustid loetakse arvutuste tegemisel lihtsalt üheks.
Rõhu tasakaalukonstant (Klk) on tõesti sarnane, kuid seda kasutatakse gaasidega seotud reaktsioonide jaoks. Kontsentratsioonide asemel kasutab see iga komponendi osalist rõhku:
Klk = lkGg lkHh ÷ pAa lkBb
Siin, (lkG) on komponendi (G) ja nii edasi rõhk ning väikesed tähed tähistavad moolide arvu reaktsiooni võrrandis.
Teete neid arvutusi üsna sarnasel viisil, kuid see sõltub sellest, kui palju teate toodete ja reagentide koguste või rõhkude kohta tasakaalus. Konstandi saate määrata teadaolevate algsummade ja ühe tasakaalu hulga algebra abil, kuid teadaolevate tasakaalukontsentratsioonide või -rõhkude korral on see otsesem.
Kuidas temperatuur mõjutab tasakaalu konstanti
Rõhu või segus sisalduvate asjade kontsentratsioonide muutmine ei muuda tasakaalu konstanti, ehkki mõlemad võivad mõjutada tasakaalu positsiooni. Need muudatused tühistavad teie tehtud muudatuse mõju.
Temperatuur seevastu muudab tasakaalu konstanti. Eksotermilise (soojuseraldavate) reaktsiooni korral vähendab temperatuuri tõstmine tasakaalukonstandi väärtust. Soojust neelavate endotermiliste reaktsioonide korral suurendab temperatuuri suurendamine tasakaalukonstandi väärtust. Konkreetset suhet kirjeldatakse van’t Hoffi võrrandis:
ln (K2÷ K1) = (−∆H0÷ R) × (1 / T2 - 1 / T1)
Kus (∆H0) on reaktsiooni entalpia muutus, (R) on universaalne gaasikonstant (T1) ja (T.2) on algus- ja lõpptemperatuur ning (K1) ja (K.2) on konstandi alg- ja lõppväärtused.