Ποιες είναι οι σταθερές ισορροπίας;
Ορισμένες χημικές ενέργειες προχωρούν μη αναστρέψιμα προς μία κατεύθυνση.Ένα παράδειγμα αυτού είναι η καύση του αερίου υδρογόνου (Η) σε οξυγόνο (Ο) για την παραγωγή νερού, όπως φαίνεται στον τύπο 2 Η 2 + o 2 ' 2 h 2 o.Η αντίθετη αντίδραση, 2 h 2 o ' 2 h 2 + o 2 Δεν εμφανίζεται κάτω από αυτές τις συνθήκες, ανεξάρτητα από το πόσο χρόνο περνάει.Υπάρχουν αναστρέψιμες αντιδράσεις, καθώς ο χημικός Claude-Louis Berthollet ανακαλύφθηκε το 1803. Οι αναστρέψιμες αντιδράσεις προχωρούν προς μία κατεύθυνση έως ότου οι αντίστροφες αντιδράσεις γίνουν οι ευνοημένες, με αποτέλεσμα την ισορροπία και καθιστώντας δυνατή τον υπολογισμό των σταθερών ισορροπίας.
Αυτές οι σταθερές ισορροπίας προέρχονται από μαθηματικές σχέσεις που αποκαλύφθηκαν εγκαίρως μέσω των προσπαθειών πολλών επιστημόνων.Αυτές οι σχέσεις χρησιμοποιούν τις αναλογίες των συγκεντρώσεων διαλυμένων ειδών στο σύστημα αντίδρασης.Ένα απλό παράδειγμα είναι ο ιονισμός του οξικού οξέος.Ένας άλλος είναι η αναστρέψιμη κατανομή του τετραξειδίου του πετρελαίου αερίου.Σε αυτά, όπως σε όλα τα παραδείγματα, οι σταθερές ισορροπίας εξαρτώνται από τις συνθήκες του συστήματος όπως η θερμοκρασία.
Το οξικό οξύ διαχωρίζεται σε ένα θετικό ιόν υδρογόνου συν αρνητικό ιόν οξικό.Αυτό που καθιστά την αντίδραση αναστρέψιμη είναι ότι αυτά τα ιόντα μπορούν και θα ανασυνδυαστούν σε όξινα μόρια.Άλλα μόρια οξικού οξέος στη συνέχεια διαχωρίζονται για να αντικαταστήσουν αυτά που έχουν ανασυνδυαστεί.Το αποτέλεσμα είναι η ισορροπία, οδηγώντας σε μια μαθηματική έκφραση.Οι συγκεντρώσεις ιόντων και οξέος σχετίζονται με τη σταθερά ισορροπίας από την έκφραση k ' [h+] [ac-]/[HAC].Λογικά, η σταθερά ισορροπίας για την αντίστροφη αντίδραση είναι το αντίστροφο αυτού του Κ, επειδή η συγκέντρωση οξέος γίνεται ο αριθμητής και οι συγκεντρώσεις ιόντων γίνονται ο παρονομαστής.
Για το τετραξείδιο του dinitrogen, το οποίο περιέχει άζωτο (Ν) και οξυγόνο, η χημική αντίδραση είναι γραμμένη N 2 4 2 όχι 2 .Οποιαδήποτε αλλαγή ανάλογα με αυτά τα δύο είδη σε ένα κλειστό σύστημα εξαρτάται από την αλλαγή της πίεσης του συστήματος.Για κάθε μόριο τετραξειδίου που αποσυντίθεται, δύο μόρια της μορφής διοξειδίου του αζώτου, αυξάνοντας την πίεση.Αυτό απαιτεί ενέργεια και, πέρα από ένα σημείο, αποθαρρύνει τη διάσπαση.Η εξίσωση διαβάζει k ' [όχι 2 ] [όχι 2 ]/[n 2 o 4 ].Όσον αφορά το οξικό οξύ, η σταθερά ισορροπίας για την αντίστροφη αντίδραση, όπως για όλες τις σταθερές ισορροπίας για όλες τις αντίστροφες αντιδράσεις, είναι το αντίστροφο αυτής της Κ. Μη αναστρέψιμες αντιδράσεις υπακούουν στις ίδιες μαθηματικές σχέσεις με εκείνες τις αντιδράσεις που είναι αναστρέψιμες.Σε τέτοιες περιπτώσεις, ωστόσο, ο παρονομαστής γίνεται είτε 0 είτε το άπειρο, αν κάποιος εξετάσει την αντίδραση προς τα εμπρός ή την αντίστροφη αντίδραση.Αυτό υποδηλώνει μια σταθερά ισορροπίας που έχει αντίθετη αξία, άπειρου ή 0. Οι πληροφορίες αυτές είναι άχρηστες.Επίσης ενδιαφέρον είναι η δυνατότητα οδήγησης μιας αντίδρασης στην ολοκλήρωση, καθιστώντας το μη αναστρέψιμο με την αφαίρεση ενός από τα προϊόντα από το σύστημα, όπως μέσω μιας ημιδιαβάσης μεμβράνης που διατηρεί τα αντιδραστήρια.