Definitie van chemisch evenwicht

1. Conditie van stabiliteit aanwezig in omkeerbare reacties waarbij de voorwaartse en achterwaartse reactiesnelheden altijd hetzelfde blijven.

Kat. grammaticaal: mannelijk zelfstandig naamwoord
in lettergrepen: e-qui-li-brio + quí-mi-co.

Chemische balans

Er is een reactie binnen evenwicht chemisch wanneer de reactie snelheid direct is gelijk aan snelheid omgekeerde reactie. Alle chemische reactie heeft een zekere spontaniteit richting evenwicht, en om het te onderzoeken doen we het door het teken van ∆G, Energie Gibbs vrij, wat inhoudt dat we door de waarde van deze grootte kunnen voorspellen of een reactie in een bepaalde richting zal plaatsvinden of niet.

De variatie van de Gibbs-vrije energie wordt in het algemeen uitgedrukt in standaardomstandigheden als het verschil tussen de energieën van producten en reactanten, ook in standaardtoestand:

Terwijl, als de reactie plaatsvindt onder niet-standaard omstandigheden, de relatie tussen ∆Gº en ∆G wordt bepaald door het volgende uitdrukking:

waarbij Q het reactiequotiënt is.

Om de implicaties van de reactiesnelheid en het chemisch evenwicht te begrijpen, moeten we het teken van ∆G bestuderen:

Als ∆G negatief is, betekent dit dat de reactie spontaan is (optreedt) in directe zin.

Als ∆G positief is, betekent dit dat de reactie niet spontaan is (niet optreedt) in directe zin.

Terwijl, als ∆G=0, er geen verandering zal zijn, aangezien het systeem in evenwicht is, en zoals reeds vermeld, de directe reactiesnelheid gelijk is aan de indirecte reactiesnelheid. Dit houdt in dat het reactiequotiënt Q gelijk is aan de evenwichtsconstante K, dus er is geen neiging om een ​​bepaalde richting van de reactie te begunstigen.

Omdat Q is gedefinieerd als:

Voor een algemene reactie:

Terwijl K dezelfde vorm aanneemt, maar met de concentraties in evenwicht.

Als we teruggaan naar het geval waarin ∆G negatief is, betekent dit dat het reactiequotiënt Q kleiner is dan K (constante van evenwicht), houdt in dat de productconcentraties lager zijn dan ze zouden moeten zijn als de reactie aan de gang was. evenwicht. Daarom wordt het in termen van spontaniteit spontaan in de directe zin.

Terwijl, als ∆G positief is, er een overwicht aan producten zal zijn boven wat er zou moeten zijn als het systeem in evenwicht zou zijn, waarbij Q groter is dan K. Daarom is de reactie spontaan in de omgekeerde richting.

Opgemerkt moet worden dat de strikte definitie van Q en K wordt gegeven in termen van activiteiten van de producten en reactanten, waarbij de activiteit wordt gedefinieerd in termen van concentratie of druk als:

O goed:

Hieruit blijkt dat zowel Q als K dimensieloos zijn en kunnen worden beschouwd in zowel concentraties als partiële drukken.

Wanneer de concentraties of partiële drukken van producten en reactanten in de loop van de tijd constant blijven, doet zich de situatie voor chemisch evenwicht, terwijl een situatie van dynamisch evenwicht wordt bereikt vanwege de snelheid van voorwaartse en achterwaartse reactie met identiek. Het is belangrijk om de dynamiek van het evenwicht, de snelheid waarmee ze worden gevormd en te benadrukken consumeren producten en reactanten is hetzelfde, daarom doen de concentraties of partiële drukken dat niet het verschilt.

Als de toestand weggaat van de evenwichtssituatie, zullen bepaalde soorten overheersen over andere en van daaruit ontstaat de uitdrukking die de snelheid van directe en omgekeerde reactie, Kc, met elkaar in verband brengt:

Laten we uitgaan van de bovenstaande reactie:

Omdat Kd en Ki zijn, zijn de reactiesnelheidsconstanten respectievelijk in voorwaartse of achterwaartse richting.

Nogmaals, als Kc>1, betekent dit dat Ki kleiner is dan Kd, dus er is een hoge mate van omzetting van producten in reactanten. In dit geval verschuift het evenwicht naar producten.

Het omgekeerde gebeurt als Kc<1, wat inhoudt dat de directe reactiesnelheid lager is dan de indirecte reactiesnelheid en er weinig consumptie van reactanten, wordt het evenwicht verschoven naar reactanten.

Terwijl, als Kc=1, de snelheden gelijk zijn en het systeem in evenwicht is.

Het is belangrijk om twee zaken te definiëren: ten eerste hangt de waarde van deze constante uitsluitend af van de temperatuur en varieert op zijn beurt volgens de grootte die wordt gebruikt om de concentraties of drukken van producten en reactanten uit te drukken.

Als laatste de wet Chemisch evenwicht past zich aan voor verdunde oplossingen of gassen onder lage druk.