Hva er likevektskonstanter?
Noen kjemiske handlinger fortsetter irreversibelt i en retning.Et eksempel på dette er forbrenning av hydrogen (H) gass i oksygen (O) for å produsere vann, som vist i formelen 2 H 2 + O 2 ' 2 H 2 O.Den motsatte reaksjonen, 2 H 2 O ' 2 H 2 + O 2 forekommer ikke under disse forholdene, uansett hvor mye tid som går.Det er reversible reaksjoner, ettersom kjemikeren Claude-Louis Berthollet oppdaget i 1803. Reversible reaksjoner fortsetter i en retning til de omvendte reaksjonene blir de foretrukne, noe som resulterer i likevekt og muliggjør beregning av likevektskonstanter.
Slike likevektskonstanter er avledet fra matematiske forhold som er avslørt i tide gjennom innsatsen til mange forskere.Disse sammenhengene bruker forholdet mellom konsentrasjoner av oppløste arter i reaksjonssystemet.Et enkelt eksempel er ionisering av eddiksyre.En annen er den reversible nedbrytningen av gassdinitrogenetroksyd.I disse, som i alle eksempler, er likevektskonstanter avhengig av systemforhold som temperatur.
Eddiksyre dissosierer til et positivt hydrogenion pluss et negativt acetation.Det som gjør reaksjonen til en reversibel er at disse ionene kan og vil rekombinere til syre molekyler.Andre eddiksyremolekyler dissosierer deretter for å erstatte de som har rekombinert.Resultatet er likevekt, noe som fører til et matematisk uttrykk.Ion- og syrekonsentrasjoner angår likevektskonstanten ved uttrykket k ' [h+] [ac-]/[HAC].Logisk sett er likevektskonstanten for omvendt reaksjon det inverse av denne K, fordi syrekonsentrasjonen blir telleren og ionkonsentrasjonene blir nevneren.
For dinitrogentroksyd, som inneholder nitrogen (N) og oksygen, er den kjemiske reaksjonen skrevet N 2 O 4 ⇆ 2 NO 2 .Enhver endring i andelen av disse to artene i et lukket system avhenger av endringen i systemtrykket;For hvert molekyl av tetroksyd som dekomponerer, formes to molekyler nitrogendioksid, noe som øker trykket.Dette krever energi og, utover et punkt, misfiser splittelsen.Ligningen lyder k ' [nei 2 ] [nei 2 ]/[n 2 o 4 ].Når det gjelder eddiksyre, er likevektskonstanten for motsatt reaksjon, som for alle likevektskonstanter for alle omvendte reaksjoner, det omvendte av denne K.
irreversible reaksjoner overholder de samme matematiske forholdene som de reaksjonene som er reversible.I slike tilfeller blir imidlertid nevneren enten 0 eller uendelig, hvis man undersøker den fremre reaksjonen eller den omvendte reaksjonen.Dette antyder en likevektskonstant med en motsatt verdi, uendelig eller på 0. Slik informasjon er ubrukelig.Også interessant er muligheten for å drive en reaksjon på fullføring, noe som gjør det irreversibelt ved å fjerne et av produktene fra systemet, for eksempel gjennom en semipermeabel membran som beholder reaktantene.