Chemická rovnováha v chemických reakciách

Chemická rovnováha je stav, ktorý nastane, keď koncentrácia reaktantov a produkty zúčastňujúce sa na chemickej reakcii nevykazujú v priebehu času žiadnu čistú zmenu. Chemická rovnováha sa môže tiež nazývať „reakcia v ustálenom stave“. To neznamená chemická reakcia sa nevyhnutne prestalo vyskytovať, ale spotreba a tvorba látok dosiahli vyvážený stav. Množstvá reaktantov a produktov dosiahli konštantný pomer, ale takmer nikdy nie sú rovnaké. Môže byť oveľa viac produktu alebo oveľa reaktívnejšia.

Dynamická rovnováha nastáva, keď chemická reakcia pokračuje, ale množstvo produktov a reaktantov zostáva konštantných. Toto je jeden druh chemickej rovnováhy.

rovnovážny výraz pre chemickú reakciu možno vyjadriť ako koncentráciu produktov a reaktantov. iba chemické druhy vo vodnej a plynnej fáze v rovnovážnom vyjadrení pretože sa koncentrácia tekutín a tuhých látok nemení. Pre chemickú reakciu:

jA + kB → lC + mD

Rovnovážny výraz je

K = ([C]^l[D]^m) / ([A]^j[B]^k)

K je rovnovážna konštanta
[A], [B], [C], [D] atď. sú molárne koncentrácie z A, B, C, D atď.
j, k, l, m, atď. sú koeficienty vo vyváženej chemickej rovnici

Najprv zvážte faktor, ktorý neovplyvňuje rovnováhu: čisté látky. Ak je v rovnováhe zapojená čistá kvapalina alebo tuhá látka, považuje sa za rovnovážnu konštantu 1 a je z rovnovážnej konštanty vylúčená. Napríklad s výnimkou vysoko koncentrovaných roztokov sa čistá voda považuje za aktivitu 1. Ďalším príkladom je tuhý uhlík, ktorý sa môže vytvoriť reakciou dvoch molekúl oxidu uhoľnatého v karbome za vzniku oxidu uhličitého a uhlíka.

Medzi faktory, ktoré ovplyvňujú rovnováhu, patria:

• Pridanie reaktantu alebo produktu alebo zmena koncentrácie ovplyvňuje rovnováhu. Pridanie reaktantu môže riadiť rovnováhu doprava v chemickej rovnici, kde sa tvorí viac produktov. Pridanie produktu môže riadiť rovnováhu vľavo, ako formy reaktantov.
• Zmena teploty mení rovnováhu. Zvyšujúca sa teplota vždy posúva chemickú rovnováhu v smere endotermickej reakcie. Znižujúca sa teplota vždy posúva rovnováhu v smere exotermickej reakcie.
• Zmena tlaku ovplyvňuje rovnováhu. Napríklad zníženie objemu plynového systému zvyšuje jeho tlak, čo zvyšuje koncentráciu reaktantov a produktov. Sieťová reakcia zníži koncentráciu molekúl plynu.

Princíp Le Chatelier sa môžu použiť na predpovedanie posunu v rovnováhe vyplývajúceho z pôsobenia napätia na systém. Le Chatelierov princíp uvádza, že zmena rovnovážneho systému spôsobí predvídateľný posun rovnováhy, ktorý bude pôsobiť proti tejto zmene. Napríklad pridanie tepla do systému uprednostňuje smer endotermickej reakcie, pretože to bude pôsobiť na zníženie množstva tepla.