Сваки студент хемије зна Ле Цхателиер-ов принцип, који каже да свака промена температуре, притисак, запремина или концентрација у датом систему довешће до тога да систем успостави нову равнотежу стање. Познавајући реакцију (на пример, да ли је ендотермна или егзотермна), то можете да користите да бисте предвидели шта ће се догодити када дође до промене која се намеће систему.
Али постоји квантитативнија метода помоћу које можете одредити у ком правцу ће реакција фаворизовати и да ли је тренутно у равнотежи или не, а то се назива количник реакције. Учење израчунавања количника реакције за дату реакцију је једноставно, али моћно средство у хемији.
Објашњени квоцијент реакције
Квоцијент реакције је начин квантификовања релативних количина реактаната и производа за реверзибилну реакцију у било ком тренутку. Даје му симбол К, а можете га израчунати помоћу једноставне формуле која укључује концентрације (технички „активности“) производа и реактаната, заједно са њиховим стехиометријским константама.
Квоцијент реакције и константа равнотеже (К.) су сличне (али не и идентичне) величине, а упоређивање две у било ком тренутку времена вам говори у ком смеру ће реакција тећи док не постигне равнотежу.
Разлика између К и К.
Једначине за К и К. су врло слични, у зависности од концентрације реактаната и производа, али постоји пресудна разлика између две величине: Једначина константе равнотеже је само важи када је систем на равнотежа (тј. када се брзина реакције унапред поклапа са брзином реверзне реакције).
Квоцијент реакције важи на Сва времена, тако да реакција не мора бити у равнотежи да бисте је израчунали. Међутим, када је реакција у равнотежи, К = К, а две једначине дају исти резултат.
Израчунајте К за реакцију
Једначина за К, за општу реакцију између хемикалија А., Б., Ц. и Д. облика:
Даје:
Дакле, у основи су то производи помножени заједно подељени са међусобно помноженим реактантима подигнута на степен једнак њиховим стехиометријским константама (тј. бројевима сваке компоненте у реакција). Међутим, важно је напоменути да се угласте заграде у овоме односе на активности хемикалија.
За чврсту или чисту течност, израз у једначини за К успева једном, и тако их се може ефикасно игнорисати. За растварач користите молску фракцију, за гас парцијални притисак (или моларитет), а за растворену супстанцу моларност.
Једноставан пример израчунавања пружиће вам осећај како израчунати К за реакцију. Узми реакцију:
Са моларитетима: [ЦО] = 1 М, [Х2О] = 1 М, [ЦО2] = 2М и [Х.2] = 2 М, и константа равнотеже К. = 1. Имајте на уму да су стехиометријске константе за сваку компоненту у овом случају једна, па не треба да бринете о моћима у прорачуну. Употребом израза за К даје:
Имајте на уму да је ова вредност за К је већа од задате вредности за К..
Тумачење К
Три су главна случаја која треба размотрити да би се разумела чија је вредност К каже ти: К > К., К = К. и К < К.. За К > К., то значи да је присутно више производа него што би било у равнотежи, па ће се реакција променити у корист реактаната.
За К = К., реакција је у равнотежи и остаће тако, осим ако нешто не узнемири систем (нпр. ако се дода топлота или повећа притисак).
За К < К., присутно је више реактаната него производа у равнотежи, па ће се реакција одвијати у правцу кретања и фаворизовати стварање производа.