Tersinir reaksiyonlar her iki yönde de meydana gelir, ancak her tersinir reaksiyon bir "denge" konumuna yerleşir. Böyle bir reaksiyonun dengesini karakterize etmek istiyorsanız, denge sabiti ürünler ve reaktanlar arasındaki dengeyi tanımlar. Denge sabitinin hesaplanması, dengedeyken reaksiyondaki ürünlerin ve reaktanların konsantrasyonlarının bilinmesini gerektirir. Sabitin değeri ayrıca sıcaklığa ve reaksiyonun ekzotermik mi yoksa endotermik mi olduğuna bağlıdır.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Genel reaksiyon için:
aA(g) + bB(g) ⇌ gG(g) + hH(g)
Burada küçük harfler her birinin mol sayısını, büyük harfler reaksiyonun kimyasal bileşenlerini, parantez içindeki harfler ise maddenin durumunu temsil etmektedir. Konsantrasyonun denge sabitini şu ifadeyle bulursunuz:
Kc = [G]g [H]h ÷ [A]bir[B]b
Ekzotermik reaksiyonlar için, sıcaklığın arttırılması sabitin değerini azaltır ve endotermik reaksiyonlar için sıcaklığın arttırılması sabitin değerini arttırır.
Denge Sabitinin Hesaplanması
Denge sabiti formülü, genel bir "homojen" reaksiyona atıfta bulunur (burada ürünler ve reaktanlar için maddenin halleri aynıdır):
aA(g) + bB(g) ⇌ gG(g) + hH(g)
Küçük harflerin reaksiyondaki her bir bileşenin mol sayısını temsil ettiği durumlarda ve büyük harfler reaksiyona dahil olan kimyasalları temsil eder ve parantez içindeki (g) harfi maddenin durumunu temsil eder (bu durumda gaz, durum).
Aşağıdaki ifade, konsantrasyonun denge sabitini tanımlar (Kc):
Kc = [G]g [H]h ÷ [A]bir[B]b
Burada köşeli parantezler, dengede reaksiyonun bileşenlerinin her birinin konsantrasyonları (litre başına mol olarak) içindir. Orijinal reaksiyondaki her bir bileşenin mollerinin artık ifadedeki üsler olduğuna dikkat edin. Reaksiyon ürünleri destekliyorsa, sonuç 1'den büyük olacaktır. Reaktanları destekliyorsa, 1'den az olacaktır.
Homojen olmayan reaksiyonlar için hesaplamalar aynıdır, ancak katılar, saf sıvılar ve çözücüler hesaplamalarda sadece 1 olarak sayılır.
Basıncın denge sabiti (Kp) gerçekten benzer, ancak gazları içeren reaksiyonlar için kullanılır. Konsantrasyonlar yerine her bileşenin kısmi basınçlarını kullanır:
Kp = pGg pHh ÷ pbirbir pBb
Burada, (pG), (G) bileşeninin basıncıdır ve böyle devam eder ve küçük harfler reaksiyon denklemindeki mol sayısını temsil eder.
Bu hesaplamaları oldukça benzer bir şekilde yaparsınız, ancak bu, ürünlerin ve reaktanların dengedeki miktarları veya basınçları hakkında ne kadar bilgi sahibi olduğunuza bağlıdır. Sabiti bilinen başlangıç miktarlarını ve bir denge miktarını biraz cebir kullanarak belirleyebilirsiniz, ancak genellikle bilinen denge konsantrasyonları veya basınçları ile daha basittir.
Sıcaklık Denge Sabitini Nasıl Etkiler?
Karışımda bulunan şeylerin basıncını veya konsantrasyonlarını değiştirmek, her ikisi de denge konumunu etkileyebilse de, denge sabitini değiştirmez. Bu değişiklikler, yaptığınız değişikliğin etkisini geri alma eğilimindedir.
Sıcaklık ise denge sabitini değiştirir. Ekzotermik bir reaksiyon için (ısı salanlar), sıcaklığın arttırılması denge sabitinin değerini azaltır. Isıyı emen endotermik reaksiyonlar için, sıcaklığın arttırılması denge sabitinin değerini arttırır. Spesifik ilişki van't Hoff denkleminde açıklanmıştır:
ln (K2÷ K1) = (−∆H0÷ R) × ( 1/T2 - 1/T1)
Nerede (∆H0) reaksiyonun entalpisindeki değişimdir, (R) evrensel gaz sabitidir, (T1) ve (T2) başlangıç ve son sıcaklıklardır ve (K1) ve (K2) sabitin başlangıç ve son değerleridir.