Līdzsvara konstante

Vispārējam ķīmiskajam līdzsvaram

α A + β B . . . . ⇌ σ S + τ T . . . {\displaystyle \alpha A+\beta B...\rightleftharpoons \sigma S+\tau T... } $\alpha A+\beta B...\rightleftharpoons \sigma S+\tau T...$

līdzsvara konstanti var definēt šādi.

K = { S } σ { T } τ . . . . { A } α { B } β . . . {\displaystyle K={{\frac {{\{{S\}}}^{\{\sigma}{{\{T\}}^{\tau}...}{{{\{A\}}^{{\alfa}{{\B\}}^{{\beta}...}}}} $K={\frac {{\{S\}}^{\sigma }{\{T\}}^{\tau }...}{{\{A\}}^{\alpha }{\{B\}}^{\beta }...}}$

kur {A} ir ķīmiskās sugas A aktivitāte utt. (aktivitāte ir bezdimensiju lielums). Parasti produktu aktivitātes ir ierasts ievietot skaitītājā, bet reaģentu aktivitātes - saucējā.

Šķīduma līdzsvara gadījumā aktivitāte ir koncentrācijas un aktivitātes koeficienta reizinājums. Lielākā daļa ķīmiķu nosaka līdzsvara konstantes šķīdumā ar augstu jonu stiprumu. Augstas stiprības šķīdumos aktivitātes koeficientu koeficients mainās ļoti maz. Tāpēc līdzsvara konstanti nosaka kā koncentrācijas koeficientu:

K c = [ S ] σ [ T ] τ . . . . [ A ] α [ B ] β . . . . {\displaystyle K_{c}={\frac {{[S]}^{\sigma }{[T]}^{\tau }...}{{{[A]}^{\alfa }{[B]}^{\beta }...}}}} $K_{c}={\frac {{[S]}^{\sigma }{[T]}^{\tau }...}{{[A]}^{\alpha }{[B]}^{\beta }...}}$

Tomēr Kc vērtība ir atkarīga no jonu stipruma. (Ar kvadrātiekavām apzīmē A, B utt. koncentrāciju.)

Šī ir vienkārša ideja. Līdzsvara stāvoklī atomi var apvienoties vai sadalīties, jo reakcija var noritēt abos virzienos. Lai reakcija noritētu, ir jābūt klāt visām daļām, lai tās varētu apvienoties. Tas visticamāk notiks, ja reaģējošo vielu koncentrācija ir lielāka. Tāpēc visu vajadzīgo daļu koncentrācijas reizina kopā, lai iegūtu varbūtību, ka tās atradīsies vienā un tajā pašā reakcijas vietā. (Ja reakcijai nepieciešamas divas konkrēta savienojuma molekulas, tad šī savienojuma koncentrācija tiek kvadrēta.). Savukārt pretējā gadījumā visu nepieciešamo sastāvdaļu koncentrācijas reizina kopā, lai iegūtu varbūtību, ka tās atradīsies vienā un tajā pašā vietā, lai reaģētu pretējā virzienā. Attiecība starp šiem diviem skaitļiem parāda, cik populāra būs katra reakcijas puse, kad būs sasniegts līdzsvars. Līdzsvara konstante 1 nozīmē, ka abas puses ir vienlīdz populāras. Ķīmiķi veic eksperimentus, lai izmērītu dažādu reakciju līdzsvara konstanti.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir līdzsvara konstante?

Atbilde: Līdzsvara konstante ir matemātisks lielums, kas izsaka attiecības starp reakcijas produktiem un reaģentiem ķīmiskā līdzsvarā attiecībā pret konkrētu vienību.

J: Kā mēs varam izmantot līdzsvara konstanti?

A: Līdzsvara konstanti varam izmantot, lai saprastu, vai reakcijai ir tendence uz lielāku produktu vai reaģentu koncentrāciju līdzsvara stāvoklī, kā arī lai noteiktu, vai reakcija jau ir līdzsvarā.

J: Kādi ir dažādu līdzsvara konstantu veidu piemēri?

A: Disociācijas konstantes ir viens no dažādu līdzsvara konstantu veidu piemēriem, kas nodrošina attiecības starp ķīmiskās reakcijas produktiem un reaģentiem ķīmiskā līdzsvarā, izsakot dažādās vienībās.

J: Ko mēra līdzsvara konstante?

Atbilde: Līdzsvara konstante mēra attiecības starp ķīmiskās reakcijas produktiem un reaģentiem ķīmiskā līdzsvarā attiecībā pret konkrētu vienību.

J: Kā mēs varam zināt, kad reakcija jau ir līdzsvara stāvoklī?

A: Lai noteiktu, vai reakcija jau ir līdzsvarā, mēs varam izmantot līdzsvara konstanti.

J: Ko nozīmē, ka kaut kas ir "līdzsvarā"?

A: Līdzsvars nozīmē, ka laika gaitā nenotiek koncentrāciju neto izmaiņas - visas sastāvdaļas paliek līdzsvarā, tāpēc reakcijas notiek, bet tās līdzsvaro vienlaicīgi notiekošās pretējās reakcijas.