Kemijsko ravnotežje

Iz Wikipedije, proste enciklopedije

Kemijsko ravnotežje je stanje kemijske reakcije, v katerem njeni produkti in reaktanti nastajajo z isto hitrostjo, pri tem pa njihove koncentracije ostajajo enako velike. Pravimo, da je tedaj reakcija v dinamičnem ravnotežju. Take reakcije so vedno reverzibilne oziroma obojesmerne. Ločimo heterogeno in homogeno ravnotežje; pri prvem imajo v reakciji udeležene snovi različno, pri drugem pa enako agregatno stanje.

[uredi] Konstanta ravnotežja

Za vsako ravnotežno reakcijo lahko izračunamo konstanto ravnotežja. Vzemimo reakcijo
$2F_2(g) + 2 H_2(g) \leftrightarrow 4HF(g)$

Konstanto za to enačbo izračunamo po formuli: $K_c = \frac{[HF]^4}{[F_2]^2 [H_2]^2}$

Konstanta ravnotežja K_c je količnik med zmnožkom ravnotežnih koncentracij produktov in zmnožkom ravnotežnih koncentracij reaktantov enačbe in nima enote. Ravnotežne koncentracije ponazarjata oglata oklepaja, ki pomenita enako kot oznaka n(X) za množinsko koncentracijo v mol/l. Konstanta ravnotežja za določeno reakcijo je vezana na temperaturo - ob spremembi temperature se bo spremenila tudi konstanta. Iz tega razloga poleg konstante ravnotežja velikokrat navajamo tudi temperaturo. Ker je reakcija v ravnotežju, na vrednost konstante spremembe koncentracij snovi ne vplivajo. Če ima konstanta vrednost večjo od nič, v ravnotežju nastaja več produktov kot reaktantov in obratno.

[uredi] Le Chatelierovo načelo

Le Chatelierovo načelo je leta 1888 objavil francoski kemik Henri Louis Le Chatelier. Glasi se:

Sprememba v ravnotežnem sistemu povzroči premik ravnotežja v smeri, ki dano spremembo minimizira.

Na ravnotežje lahko vplivamo na različne načine:

s spremembo temperature (če temperaturo zvečamo, se ravnotežje pomakne v smer eksotermne reakcije in obratno)
s spremembo tlaka (če tlak povečamo, se ravnotežje pomakne v smer manjšega števila plinastih molekul (ugotovimo iz enačbe reakcije) in obratno)
s spremembo koncentracij snovi (če odvzamemo neko snov iz sistema, se ravnotežje pomakne v smer tvorbe te snovi in obratno)

Prikaz premikanja smeri ravnotežja ob spremembah temperature zajema spodnja tabela: