A reverzibilis reakciók mindkét irányban előfordulnak, de minden reverzibilis reakció „egyensúlyi” helyzetbe rendeződik. Ha egy ilyen reakció egyensúlyát szeretné jellemezni, akkor az egyensúlyi állandó leírja a termékek és a reagensek egyensúlyát. Az egyensúlyi állandó kiszámításához meg kell ismerni a termékek és a reagensek koncentrációját a reakcióban, ha egyensúlyban van. Az állandó értéke függ a hőmérséklettől és attól is, hogy a reakció exoterm vagy endoterm.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Az általános reakcióhoz:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Itt a kisbetűk az egyes molok számát jelentik, a nagybetűk a reakció kémiai összetevőit jelentik, a zárójelben lévő betűk pedig az anyag állapotát képviselik. Megtalálja a koncentráció egyensúlyi állandóját a következő kifejezéssel:
Kc = [G]g [H]h ÷ [A]a[B]b
Exoterm reakciók esetén a hőmérséklet növelése csökkenti az állandó értékét, endoterm reakciók esetén a hőmérséklet növelése növeli az állandó értékét.
Az egyensúlyi állandó kiszámítása
Az egyensúlyi állandó képlete utal egy általános „homogén” reakcióra (ahol a termékek és a reagensek állapota megegyezik), amely:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Ahol a kisbetűk az egyes komponensek mólszámát jelzik a reakcióban, és a nagybetűk álljon be a reakcióban részt vevő vegyi anyagokért, a zárójelben lévő g) betű pedig az anyag (gáz ügy).
A következő kifejezés meghatározza a koncentráció egyensúlyi állandóját (Kc):
Kc = [G]g [H]h ÷ [A]a[B]b
Itt a szögletes zárójelek a reakció egyes komponenseinek egyensúlyi koncentrációit (mol / liter) jelölik. Megjegyezzük, hogy az eredeti reakció egyes komponenseinek mólja az exponens a kifejezésben. Ha a reakció kedvez a termékeknek, akkor az eredmény nagyobb lesz, mint 1. Ha a reaktánsoknak kedvez, akkor kevesebb lesz, mint 1.
Inhomogén reakciók esetén a számítások megegyeznek, kivéve, ha a szilárd anyagokat, a tiszta folyadékokat és az oldószereket egyszerűen 1-nek számítják a számításokban.
A nyomás egyensúlyi állandója (Ko) valóban hasonló, de gázokkal járó reakciókhoz használják. A koncentrációk helyett az egyes komponensek részleges nyomását használja:
Ko = pGg oHh ÷ pAa oBb
Itt, (pG) a (G) komponens és így tovább nyomása, és a kisbetűk a reakció egyenletében szereplő molok számát jelentik.
Ezeket a számításokat meglehetősen hasonló módon hajtja végre, de ez attól függ, hogy mennyit tud az egyensúlyi állapotú termékek és reagensek mennyiségéről vagy nyomásáról. Megadhatja az állandót ismert kezdeti mennyiségek és egy egyensúlyi mennyiség felhasználásával egy kis algebra segítségével, de általában egyszerűbb az ismert egyensúlyi koncentrációk vagy nyomások esetén.
Hogyan befolyásolja a hőmérséklet az egyensúlyi állandót
A keverékben lévő anyagok nyomásának vagy koncentrációinak megváltoztatása nem változtatja meg az egyensúlyi állandót, bár mindkettő befolyásolhatja az egyensúly helyzetét. Ezek a változtatások általában visszavonják az Ön által végrehajtott módosítás hatását.
A hőmérséklet viszont megváltoztatja az egyensúlyi állandót. Exoterm reakció esetén (amelyek hőt bocsátanak ki) a hőmérséklet növelése csökkenti az egyensúlyi állandó értékét. A hőt elnyelő endoterm reakciók esetében a hőmérséklet növelése növeli az egyensúlyi állandó értékét. A konkrét összefüggést a van’t Hoff-egyenlet írja le:
ln (K2÷ K1) = (−∆H0÷ R) × (1 / T2 - 1 / T1)
Hol (∆H0) a reakció entalpia változása, (R) az univerzális gázállandó, (T1) és (T2) a kezdő és a végső hőmérséklet, és (K1) és (K2) az állandó kezdő és végső értéke.