Ravnotežna konstanta

Za splošno kemijsko ravnovesje

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

konstanto ravnotežja lahko določimo z

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

kjer je {A} aktivnost kemične vrste A itd. (aktivnost je brezrazsežna količina). Običajno so aktivnosti produktov v števcu, aktivnosti reaktantov pa v imenovalcu.

Pri ravnotežju v raztopini je aktivnost produkt koncentracije in koeficienta aktivnosti. Večina kemikov določa ravnotežne konstante v raztopini z visoko ionsko močjo. V raztopinah z visoko ionsko močjo se količnik koeficientov aktivnosti zelo malo spremeni. Zato je konstanta ravnotežja opredeljena kot količnik koncentracije:

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

Vendar je vrednost Kc odvisna od ionske moči. (Kvadratni oklepaji pomenijo koncentracijo A, B itd.)

To je preprosta zamisel. V ravnotežju se lahko atomi združujejo ali razdružujejo, saj reakcija lahko poteka v obe smeri. Da reakcija deluje, morajo biti prisotni vsi deli, da se lahko združijo. Verjetnost, da se to zgodi, je večja, če je koncentracija reaktantov večja. Zato koncentracije vseh potrebnih delov pomnožimo skupaj, da dobimo verjetnost, da bodo pri reakciji na istem mestu. (Če reakcija zahteva dve molekuli določene spojine, se koncentracija te spojine pomnoži s kvadratom.) V nasprotni smeri se vse koncentracije teh potrebnih delov pomnožijo skupaj, da dobimo verjetnost, da bodo na istem mestu za reakcijo v nasprotni smeri. Razmerje med tema dvema številoma predstavlja, kako priljubljena bo vsaka stran reakcije, ko bo doseženo ravnovesje. Ravnotežna konstanta 1 pomeni, da sta obe strani enako priljubljeni. Kemiki izvajajo poskuse, s katerimi merijo konstanto ravnotežja različnih reakcij.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je ravnotežna konstanta?

O: Konstanta ravnotežja je matematična količina, ki izraža razmerje med produkti in reaktanti reakcije v kemijskem ravnotežju glede na določeno enoto.

V: Kako lahko uporabimo konstanto ravnotežja?

O: Konstanto ravnotežja lahko uporabimo, da ugotovimo, ali reakcija teži k večji koncentraciji produktov ali reaktantov pri ravnotežju, in da ugotovimo, ali je reakcija že v ravnotežju.

V: Kateri so primeri različnih vrst konstant ravnotežja?

O: Disociacijske konstante so eden od primerov različnih vrst konstant ravnotežja, ki zagotavljajo razmerja med produkti in reaktanti kemijske reakcije v kemijskem ravnotežju v različnih enotah.

V: Kaj meri ravnotežna konstanta?

O: Ravnotežna konstanta meri razmerje med produkti in reaktanti kemijske reakcije v kemijskem ravnotežju glede na določeno enoto.

V: Kako vemo, kdaj je reakcija že v ravnovesju?

O: Z ravnotežno konstanto lahko ugotovimo, ali je reakcija že v ravnotežju.

V: Kaj pomeni, da je nekaj "v ravnovesju"?

O: Ravnovesje pomeni, da se koncentracije s časom ne spreminjajo - vse komponente ostajajo v ravnovesju, zato reakcije potekajo, vendar so uravnotežene z nasprotnimi reakcijami, ki potekajo istočasno.