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.
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.