Reversible reaksjoner forekommer i begge retninger, men hver reversible reaksjon legger seg til en "likevekt" -posisjon. Hvis du vil karakterisere likevekten til en slik reaksjon, beskriver likevektskonstanten balansen mellom produktene og reaktantene. Å beregne likevektskonstanten krever kunnskap om konsentrasjonen av produktene og reaktantene i reaksjonen når den er i likevekt. Verdien av konstanten avhenger også av temperaturen og om reaksjonen er eksoterm eller endoterm.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
For den generiske reaksjonen:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Her er små bokstaver antall mol for hver, store bokstaver står for de kjemiske komponentene i reaksjonen, og bokstavene i parentes representerer stoffets tilstand. Du finner likevektskonstanten av konsentrasjon med uttrykket:
Kc = [G]g [H]h ÷ [A]en[B]b
For eksoterme reaksjoner øker temperaturen konstantens verdi, og for endotermiske reaksjoner øker temperaturen verdien av konstanten.
Beregning av likevektskonstanten
Formelen for likevektskonstant refererer til en generisk "homogen" reaksjon (der tilstandene for stoff for produktene og reaktantene er de samme), som er:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Hvor små bokstaver representerer antall mol av hver komponent i reaksjonen, og store bokstaver stå inn for kjemikaliene som er involvert i reaksjonen, og bokstaven (g) i parentes representerer tilstanden til materien (gass, i dette sak).
Følgende uttrykk definerer likevektskonstanten av konsentrasjon (Kc):
Kc = [G]g [H]h ÷ [A]en[B]b
Her er de firkantede parentesene for konsentrasjonene (i mol per liter) for hver av komponentene i reaksjonen, i likevekt. Merk at føflekker av hver komponent i den opprinnelige reaksjonen nå er eksponenter i uttrykket. Hvis reaksjonen favoriserer produktene, vil resultatet bli større enn 1. Hvis det favoriserer reaktantene, vil det være mindre enn 1.
For inhomogene reaksjoner er beregningene de samme, bortsett fra faste stoffer, rene væsker og løsemidler er alle bare regnet som 1 i beregningene.
Likevektskonstanten for trykk (Ks) er veldig lik, men det brukes til reaksjoner som involverer gasser. I stedet for konsentrasjonene bruker den delvise trykk på hver komponent:
Ks = sGg sHh ÷ sENen sBb
Her, (sG) er trykket til komponent (G) og så videre, og små bokstaver representerer antall mol i ligningen for reaksjonen.
Du utfører disse beregningene på ganske lik måte, men det kommer an på hvor mye du vet om mengdene eller trykket til produktene og reaktantene i likevekt. Du kan bestemme konstanten ved hjelp av kjente startmengder og en likevektsmengde med litt algebra, men generelt er det enklere med kjente likevektskonsentrasjoner eller trykk.
Hvordan temperatur påvirker likevektskonstanten
Endring av trykk eller konsentrasjoner av tingene som er tilstede i blandingen endrer ikke likevektskonstanten, selv om begge disse kan påvirke likevektsposisjonen. Disse endringene har en tendens til å angre effekten av endringen du gjorde.
Temperatur, derimot, endrer likevektskonstanten. For en eksoterm reaksjon (de som frigjør varme) reduserer temperaturøkningen verdien av likevektskonstanten. For endotermiske reaksjoner, som absorberer varme, øker temperaturen verdien av likevektskonstanten ved å øke temperaturen. Det spesifikke forholdet er beskrevet i van't Hoff-ligningen:
ln (K2÷ K1) = (−∆H0÷ R) × (1 / T.2 - 1 / T.1)
Hvor (∆H0) er endringen i entalpi av reaksjonen, (R) er den universelle gasskonstanten, (T1) og T2) er start- og sluttemperaturen, og (K1) og (K2) er start- og sluttverdiene til konstanten.