Vad är jämviktskonstanter?
Vissa kemiska åtgärder fortsätter irreversibelt i en riktning.Ett exempel på detta är förbränning av väte (H) gas i syre (O) för att producera vatten, såsom visas i formeln 2 H 2 + O 2 ' 2 H 2 O.Den motsatta reaktionen, 2 H 2 O ' 2 H 2 + O 2 förekommer inte under dessa förhållanden, oavsett hur mycket tid går.Det finns reversibla reaktioner, eftersom kemisten Claude-Louis Berthollet upptäcktes 1803. Vändbara reaktioner fortsätter i en riktning tills de omvända reaktionerna blir de gynnade, vilket resulterar i jämvikt och möjliggör beräkningen av jämviktskonstanter.
Sådana jämviktskonstanter har härledts från matematiska förhållanden som avslöjats i tid genom många forskares ansträngningar.Dessa förhållanden använder förhållandena mellan koncentrationer av upplösta arter i reaktionssystemet.Ett enkelt exempel är joniseringen av ättiksyra.En annan är den reversibla nedbrytningen av gastetroxiden.I dessa, som i alla exempel, är jämviktskonstanter beroende av systemförhållanden såsom temperatur.
ättiksyra dissocierar till en positiv vätjon plus en negativ acetatjon.Det som gör reaktionen en reversibel är att dessa joner kan rekombineras till syramolekyler.Andra ättiksyramolekyler dissocierar sedan för att ersätta de som har rekombinerat.Resultatet är jämvikt, vilket leder till ett matematiskt uttryck.Jon- och syrakoncentrationer relaterar till jämviktskonstanten med uttrycket k ' [H+] [AC-]/[HAC].Logiskt sett är jämviktskonstanten för den omvända reaktionen den omvända av denna K, eftersom syrakoncentrationen blir teller och jonkoncentrationer blir nämnaren.
För dinitrogentetroxid, som innehåller kväve (n) och syre, skrivs den kemiska reaktionen n 2 o 4 ⇆ 2 no 2 .Varje förändring i andel av dessa två arter i ett stängt system beror på förändringen i systemtrycket;För varje molekyl av tetroxid som sönderdelas, ökar två molekyler av kvävedioxidform, vilket ökar trycket.Detta kräver energi och, utöver en punkt, missar splittringen.Ekvationen läser k ' [no 2 ] [no 2 ]/[n 2 o 4 ].När det gäller ättiksyra är jämviktskonstanten för omvänd reaktion, som för alla jämviktskonstanter för alla omvända reaktioner, det omvända av denna K.
irreversibla reaktioner följer samma matematiska förhållanden som de reaktioner som är reversibla.I sådana fall blir nämnaren emellertid antingen 0 eller oändlighet, om man undersöker framåtreaktionen eller omvänd reaktion.Detta antyder en jämviktskonstant med ett motsatt värde, oändlighet eller av 0. Sådan information är värdelös.Intressant är också möjligheten att driva en reaktion på slutförande, vilket gör den oåterkallelig genom att ta bort en av produkterna från systemet, till exempel genom ett semipermeabelt membran som behåller reaktanterna.