Opredelitev kemijskega ravnovesja

1. Pogoj stabilnosti, ki je prisoten pri reverzibilnih reakcijah, kjer hitrosti reakcije naprej in nazaj vedno ostaneta enaki.

Mačka. slovnični: samostalnik moškega spola
v zlogih: e-qui-li-brio + quí-mi-co.

Kemijsko ravnotežje

Prihaja reakcija ravnovesje kemično, ko hitrost reakcije neposredno je enako hitrost povratna reakcija. Vse kemijska reakcija ima določeno spontanost proti ravnotežju in da bi jo raziskali, to storimo skozi znak ∆G, Energija Gibbsovo brezplačno, kar pomeni, da lahko preko vrednosti te magnitude napovemo, ali bo prišlo do reakcije v določeni smeri ali ne.

Sprememba Gibbsove proste energije je na splošno izražena v standardnih pogojih kot razlika med energijami produktov in reaktantov tudi v standardnem stanju:

Če pa reakcija poteka pod nestandardnimi pogoji, je razmerje med ∆Gº in ∆G določeno z naslednjim izražanje:

kjer je Q reakcijski količnik.

Da bi razumeli posledice hitrosti reakcije in kemijskega ravnovesja, moramo preučiti znak ∆G:

Če je ∆G negativen, to pomeni, da je reakcija spontana (se zgodi) v neposrednem smislu.

Če je ∆G pozitiven, to pomeni, da reakcija ni spontana (se ne pojavi) v neposrednem smislu.

Medtem ko, če je ∆G=0, ne bo nobene spremembe, saj je sistem v ravnotežju in kot že omenjeno, je hitrost neposredne reakcije enaka hitrosti posredne reakcije. To pomeni, da je reakcijski kvocient Q enak ravnotežni konstanti K, tako da ni težnje po dajanju prednosti določeni smeri reakcije.

Ker je Q definiran kot:

Za generično reakcijo:

Medtem ko ima K enako obliko, vendar s koncentracijami v ravnovesju.

Če se vrnemo k primeru, ko je ∆G negativen, to pomeni, da je reakcijski količnik Q manjši od K (konstanta ravnovesje), pomeni, da so koncentracije produkta manjše od tistih, ki bi morale biti, če bi reakcija potekala. ravnovesje. Zato v smislu spontanosti postane spontano v neposrednem pomenu.

Medtem ko bo, če je ∆G pozitiven, prevlada produktov nad tisto, kar bi moralo biti, če bi bil sistem v ravnovesju, pri čemer bi bil Q večji od K. Zato je reakcija spontana v obratni smeri.

Upoštevati je treba, da je stroga definicija Q in K podana v smislu aktivnosti produktov in reaktantov, pri čemer je aktivnost v smislu koncentracije ali pritiskov opredeljena kot:

o dobro:

Iz tega izhaja, da sta tako Q kot K brezdimenzijska in ju je mogoče obravnavati tako v koncentracijah kot v delnih tlakih.

Ko koncentracije ali delni tlaki produktov in reaktantov ostanejo sčasoma nespremenjeni, pride do situacije kemijsko ravnovesje, medtem ko je situacija dinamičnega ravnovesja dosežena zaradi hitrosti neposredne in povratne reakcije z enaka. Pomembno je poudariti dinamičnost ravnotežja, hitrost, s katero nastajajo in poraba produktov in reaktantov je enaka, zato koncentracije ali parcialni tlaki niso enaki spreminja se.

Če se pogoj odmakne od ravnotežne situacije, bodo nekatere vrste prevladale nad drugimi in od tod nastane izraz, ki povezuje hitrost neposredne in inverzne reakcije, Kc:

Predpostavimo zgoraj prikazano reakcijo:

Ker sta Kd in Ki, hitrost reakcije konstantna v smeri naprej oziroma nazaj.

Ponovno, če je Kc>1, to pomeni, da je Ki manjši od Kd, zato obstaja visoka stopnja pretvorbe produktov v reaktante. V tem primeru se ravnovesje premakne proti produktom.

Obratno se zgodi, če je Kc<1, kar pomeni, da je hitrost neposredne reakcije nižja od hitrosti posredne reakcije in je malo poraba reaktantov se ravnotežje premakne proti reaktantom.

Če pa je Kc=1, sta hitrosti enaki in je sistem v ravnotežju.

Pomembno je opredeliti dve vprašanji: prvič, vrednost te konstante je odvisna izključno od temperaturo in se spreminja glede na velikost, ki se uporablja za izražanje koncentracij ali tlakov produktov in reaktantov.

Nazadnje, pravo Kemijsko ravnovesje se prilagodi za razredčene raztopine ali pline pod nizkim tlakom.