Kjemisk likevekt

Kjerneideen

Ved kjemisk likevekt fortsetter fram- og tilbakesreaksjonene, men med samme hastighet. Den makroskopiske sammensetningen er derfor konstant. Likevekt betyr verken at reaksjonen har stoppet eller at alle konsentrasjonene er like.

Hvorfor det er viktig

Likevekt kobler kinetikk og termodynamikk. Likevektskonstanten beskriver hvilke sammensetninger som favoriseres ved en gitt temperatur, mens reaksjonskvotienten Q viser hvilken vei et blandingssystem utenfor likevekt vil bevege seg.

Et bilde som hjelper

Tenk på to like store trafikkstrømmer i motsatt retning. Bevegelsen fortsetter hele tiden, men netto antall på hver side endrer seg ikke.

Kjerneidé

Kjemisk likevekt

Kjerneidé

Sammenlign Q med K for å forutsi retningen

for aA + bB ⇌ cC + dD: K ≈ [C]^c[D]^d / ([A]^a[B]^b) i en enkel konsentrasjonsbehandling

Q har samme algebraiske form som likevektsuttrykket, men bruker den aktuelle sammensetningen. Q < K gir netto reaksjon framover, Q > K gir netto reaksjon bakover, og ved likevekt er Q = K. Strengt termodynamisk brukes aktiviteter.

Veiledet eksempel

Eksempel · hydrogenjodidlikevekt

For H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2 HI(g) med [H₂] = 0,20 M, [I₂] = 0,20 M og [HI] = 1,20 M får vi K_c = (1,20)²/(0,20 × 0,20) = 36.

Øvelse

Bruk Q til å forutsi forskyvningen

For samme reaksjon er K_c = 36 og [H₂] = [I₂] = [HI] = 0,50 M. Beregn Q_c og angi netto reaksjonsretning.

Kontroller svaret

Q_c = 1. Siden Q_c < K_c vil systemet reagere netto mot høyre og danne mer HI til Q når K.

Husk

K er temperaturavhengig. En katalysator endrer ikke K, mens en temperaturendring kan gjøre det fordi den termodynamiske balansen endres.

Le Châteliers prinsipp er nyttig kvalitativt, men sammenligningen Q mot K er et skarpere kriterium og reduserer risikoen for å bruke tommelfingerregler feil.