Egyensúlyi állandó

Általános kémiai egyensúly esetén

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

az egyensúlyi állandó a következőképpen határozható meg

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

ahol {A} az A kémiai faj aktivitása, stb. (az aktivitás dimenziótlan mennyiség). Hagyományosan a termékek aktivitását a számlálóba, a reaktánsokét pedig a nevezőbe szokás tenni.

Az oldatban lévő egyensúlyok esetében az aktivitás a koncentráció és az aktivitási együttható szorzata. A legtöbb vegyész nagy ionerősségű oldatban határozza meg az egyensúlyi állandókat. Nagy erősségű oldatokban az aktivitási együtthatók hányadosa nagyon keveset változik. Így az egyensúlyi állandót koncentrációhányadosként határozzák meg:

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

A Kc értéke azonban az ionerősségtől függ. (A szögletes zárójelek az A, B stb. koncentrációját jelentik).

Ez egy egyszerű ötlet. Egyensúlyban az atomok egyesülhetnek vagy szétválhatnak, mert a reakció mindkét irányba működhet. Ahhoz, hogy a reakció működjön, minden résznek jelen kell lennie ahhoz, hogy egyesüljön. Ez nagyobb valószínűséggel történik meg, ha a reakciópartnerek koncentrációja nagyobb. Tehát az összes szükséges rész koncentrációját összeszorozzuk, hogy megkapjuk annak valószínűségét, hogy a reakció során egy helyen lesznek. (Ha a reakcióhoz egy adott vegyületből két molekula szükséges, akkor az adott vegyület koncentrációját négyzetre kell szorozni.) A másik irányba haladva a szükséges darabok koncentrációit összeszorozzuk, hogy megkapjuk annak a valószínűségét, hogy a reakcióhoz ugyanarra a helyre kerülnek, és az ellenkező irányú reakcióhoz. E két szám közötti arány azt mutatja meg, hogy a reakció mindkét oldala mennyire lesz népszerű, amikor az egyensúlyi állapot beáll. Az 1-es egyensúlyi állandó azt jelenti, hogy mindkét oldal egyformán népszerű. A kémikusok kísérleteket végeznek a különböző reakciók egyensúlyi állandójának mérésére.

Kérdések és válaszok

K: Mi az az egyensúlyi állandó?

V: Az egyensúlyi állandó egy olyan matematikai mennyiség, amely kifejezi a kémiai egyensúlyban lévő reakció termékei és reaktánsai közötti kapcsolatot egy adott egységre vonatkoztatva.

K: Hogyan használhatjuk az egyensúlyi állandót?

V: Az egyensúlyi állandó segítségével megérthetjük, hogy a reakció hajlamos-e arra, hogy a termékek vagy a reaktánsok koncentrációja nagyobb legyen az egyensúlyi állapotban, valamint meghatározhatjuk, hogy a reakció már egyensúlyban van-e.

K: Milyen példák vannak a különböző típusú egyensúlyi állandókra?

V: A disszociációs állandók az egyensúlyi állandók különböző típusainak egyik példája, amelyek a kémiai egyensúlyban lévő kémiai reakció termékei és reaktánsai közötti kapcsolatokat adják meg különböző mértékegységekben kifejezve.

K: Mit mér egy egyensúlyi állandó?

V: Az egyensúlyi állandó egy kémiai egyensúlyban lévő kémiai reakció termékei és reaktánsai közötti kapcsolatot méri egy adott egység tekintetében.

K: Honnan tudjuk, hogy egy reakció már egyensúlyban van?

V: Egy egyensúlyi állandó segítségével meghatározhatjuk, hogy a reakció már egyensúlyban van-e.

K: Mit jelent az, hogy valami "egyensúlyban van"?

V: Egyensúlyban azt jelenti, hogy a koncentrációkban nincs nettó változás az idő múlásával - minden komponens egyensúlyban marad, tehát a reakciók lejátszódnak, de azokat az egyidejűleg lejátszódó fordított reakciók kiegyenlítik.