Definition av kemisk jämvikt

1. Stabilitetsvillkor som finns i reversibla reaktioner där framåt- och bakåtreaktionshastigheterna alltid förblir desamma.

Katt. grammatisk: maskulint substantiv
i stavelser: e-qui-li-brio + quí-mi-co.

Kemisk balans

En reaktion är inne balans kemiska när reaktionshastighet direkt är lika med fart omvänd reaktion. Allt kemisk reaktion har en viss spontanitet mot jämvikt, och för att undersöka det gör vi det genom tecknet ∆G, Energi Gibbs free, vilket innebär att vi genom värdet av denna storlek kan förutsäga om en reaktion kommer att inträffa i en viss riktning eller inte.

Variationen av Gibbs Free Energy uttrycks i allmänhet i standardförhållanden som skillnaden mellan energierna hos produkter och reaktanter även i standardtillstånd:

Medan, om reaktionen sker under icke-standardiserade förhållanden, bestäms förhållandet mellan ∆Gº och ∆G av följande uttryck:

där Q är reaktionskvoten.

För att förstå konsekvenserna av reaktionshastigheten och den kemiska jämvikten måste vi studera tecknet för ∆G:

Om ∆G är negativ, innebär det att reaktionen är spontan (uppstår) i direkt mening.

Om ∆G är positivt, innebär det att reaktionen inte är spontan (uppstår inte) i direkt mening.

Medan, om ∆G=0, kommer det inte att ske någon förändring, eftersom systemet är i jämvikt, och som redan nämnts är den direkta reaktionshastigheten lika med den indirekta reaktionshastigheten. Detta innebär att reaktionskvoten Q är lika med jämviktskonstanten K, så det finns ingen tendens att gynna en specifik reaktionsriktning.

Eftersom Q definieras som:

För en generisk reaktion:

Medan K har samma form, men med koncentrationerna i jämvikt.

Om vi ​​går tillbaka till fallet där ∆G är negativ, innebär detta att reaktionskvoten Q är mindre än K (konstant av jämvikt), innebär att produktkoncentrationerna är mindre än vad de borde vara om reaktionen pågick. balans. Därför, i termer av spontanitet, blir det spontant i direkt bemärkelse.

Medan om ∆G är positivt kommer det att finnas en övervikt av produkter över vad det borde finnas om systemet var i jämvikt, där Q är större än K. Därför är reaktionen spontan i motsatt riktning.

Det bör noteras att den strikta definitionen av Q och K ges i termer av aktiviteterna för produkterna och reaktanterna, vilket definierar aktiviteten i termer av koncentration eller tryck som:

Nåväl:

Därifrån framgår att både Q och K är dimensionslösa och kan betraktas i både koncentrationer och partialtryck.

När koncentrationerna eller partialtrycken av produkter och reaktanter förblir konstanta över tiden uppstår situationen kemisk jämvikt, medan en situation med dynamisk jämvikt uppnås eftersom hastigheten för framåt- och bakåtreaktion med identisk. Det är viktigt att lyfta fram dynamiken i balansen, hastigheten med vilken de formas och konsumera produkter och reaktanter är densamma, vilket är anledningen till att koncentrationerna eller partialtrycken inte gör det det varierar.

Om tillståndet rör sig bort från jämviktssituationen kommer vissa arter att dominera över andra och därifrån uppstår uttrycket som relaterar hastigheten för direkt och omvänd reaktion, Kc:

Låt oss anta reaktionen ovan:

Eftersom de är Kd och Ki, är reaktionshastighetskonstanterna i riktning framåt respektive bakåt.

Återigen, om Kc>1, innebär det att Ki är mindre än Kd, så det finns en hög grad av omvandling av produkter till reaktanter. I detta fall förskjuts jämvikten mot produkter.

Det omvända inträffar om Kc<1, vilket innebär att den direkta reaktionshastigheten är lägre än den indirekta reaktionshastigheten och det är lite konsumtion av reaktanter förskjuts jämvikten mot reaktanter.

Medan, om Kc=1, är hastigheterna lika och systemet är i jämvikt.

Det är viktigt att definiera två frågor: för det första beror värdet av denna konstant uteslutande på temperatur och, i sin tur, varierar beroende på storleken som används för att uttrycka koncentrationerna eller trycket av produkter och reaktanter.

Slutligen lag Kemisk jämvikt justerar för utspädda lösningar eller gaser under lågt tryck.