Хемијска равнотежа описује „стабилно стање“ реверзибилне реакције, где се реактанти истом брзином претварају у производе и обрнуто.
Хемичари карактеришу ово стање помоћу константа равнотеже, К.стр, а пуни израз ове константе можете користити за одређивање равнотежног притиска било реактаната било производа. Процес захтева мало алгебре, али на крају ћете добити директну једначину помоћу које ћете пронаћи равнотежни притисак за своју реакцију.
Константа равнотеже
Процес проналажења равнотежног притиска у великој мери зависи од тога како хемичари описују равнотежно стање реакције. За генеричку реакцију гасне фазе:
Општа формула за константу равнотеже је:
Ево, П_с се односе на парцијалне притиске гасова А, Б, Ц и Д (означени индексима). Ову формулу можете лако запамтити као „производе преко реактаната“, али овај једноставни облик важи само ако свака од компонената реакције има стехиометријски коефицијент 1 (_а, б, ц и д у горњој једначини). Запамтите да је ова формула валидна у равнотежи.
У неким случајевима можете видети позвану константу равнотеже
К.ц, и једначина за њу написана у смислу моларних концентрација, а однос између ове две је:У овој формули, ∆н је промена броја молова гаса од реактаната до производа.
Преуређивање једначине
Кључ за решавање ове једначине за проналажење равнотежног притиска је увођење величине Икс, што одговара промени почетних притисака на равнотежни притисак. Замислите да знате притисак реактаната, али не знате какав ће бити у равнотежи. У том случају, сваки равнотежни притисак можете једноставно написати као (почетни притисак = Икс).
Пошто производи у овом случају почињу са парцијалним притиском од 0 (јер нису присутни), њихов равнотежни притисак биће једнак Икс. Под условом да знате и саму константу равнотеже, можете да користите ове информације за проналажење делимичних притисака које не знате.
Позовите почетни притисак П.и и имајте на уму да оба реактанта морају бити под истим притиском. Такође, ради поједностављења једначине, ово ће бити написано са коефицијентиа, б, ц и д једнако 1. Дакле, можете написати једначину као:
Преуређивање ове једначине за Икс омогућава вам да пронађете разлику између почетног притиска и равнотежног притиска за ваше реактанте, као и вредности за производе. Након узимања квадратног корена са обе стране, помножења са именитељем разломка и још мало преуређивања, једначина за Икс је:
Ово постаје равнотежна формула делимичног притиска када приметите да је равнотежни притисак ваших реактаната П.и – Икс, а за ваше производе је једноставно Икс.
Израчунајте равнотежни притисак
Обрада примера зацементираће приступ и помоћи ће вам да се удобније користите са једначином. Размотрите реакцију која се користи за производњу хлорометана:
Са К.стр = 5,900. Почетни притисак реактаната (у атмосферама, атм) је П.и = 0,75 атм. Уметните ове вредности у формулу и прођите кроз прорачуне да бисте пронашли парцијалне притиске:
Ово је вредност за равнотежне притиске производа, а за реактанте, све што требате је да ово одузмете од почетне вредности П.и да бисте пронашли резултат. Овде је 0,75 атм - 0,74 атм = 0,01 атм.