ค่าคงที่สมดุลคืออะไร?

การกระทำทางเคมีบางอย่างดำเนินไปอย่างถาวรในทิศทางเดียวตัวอย่างหนึ่งของสิ่งนี้คือการเผาไหม้ของก๊าซไฮโดรเจน (H) ในออกซิเจน (O) เพื่อผลิตน้ำดังแสดงในสูตร 2 H ₂ + O ₂ ' 2 H ₂ Oปฏิกิริยาตรงกันข้าม 2 H ₂ O ' 2 H ₂ + O ₂ ไม่เกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ไม่ว่าเวลาจะผ่านไปมากแค่ไหนมีปฏิกิริยาย้อนกลับได้ในขณะที่นักเคมี Claude-Louis Berthollet ค้นพบในปี 1803 ปฏิกิริยาย้อนกลับจะดำเนินต่อไปในทิศทางเดียวจนกว่าปฏิกิริยาย้อนกลับจะกลายเป็นปฏิกิริยาที่ได้รับการสนับสนุนทำให้เกิดความสมดุลและทำให้การคำนวณค่าคงที่สมดุล

ค่าคงที่สมดุลดังกล่าวได้มาจากความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ที่เปิดเผยในเวลาผ่านความพยายามของนักวิทยาศาสตร์หลายคนความสัมพันธ์เหล่านี้ใช้อัตราส่วนของความเข้มข้นของสปีชีส์ที่ละลายในระบบปฏิกิริยาตัวอย่างง่ายๆคือไอออนไนซ์ของกรดอะซิติกอีกประการหนึ่งคือการแยกย่อยของก๊าซ dinitrogen tetroxideในสิ่งเหล่านี้เช่นเดียวกับในตัวอย่างทั้งหมดค่าคงที่สมดุลจะขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของระบบเช่นอุณหภูมิ

กรดอะซิติกแยกออกเป็นไอออนไฮโดรเจนบวกบวกกับไอออนอะซิเตทเชิงลบสิ่งที่ทำให้ปฏิกิริยาเป็นสิ่งที่ย้อนกลับได้คือไอออนเหล่านี้สามารถและจะรวมตัวกันเป็นโมเลกุลของกรดโมเลกุลของกรดอะซิติกอื่น ๆ จากนั้นแยกตัวออกเพื่อแทนที่เซลล์ที่รวมตัวกันใหม่ผลที่ได้คือสมดุลซึ่งนำไปสู่การแสดงออกทางคณิตศาสตร์ความเข้มข้นของไอออนและกรดเกี่ยวข้องกับค่าคงที่สมดุลโดยนิพจน์ k ' [h+] [ac-]/[hac]อย่างมีเหตุผลค่าคงที่สมดุลสำหรับปฏิกิริยาย้อนกลับคือค่าผกผันของ k นี้เนื่องจากความเข้มข้นของกรดกลายเป็นตัวเศษและความเข้มข้นของไอออนกลายเป็นตัวส่วน

สำหรับ dinitrogen tetroxide ซึ่งมีไนโตรเจน (N) และออกซิเจนปฏิกิริยาทางเคมีจะถูกเขียน N

2 _O 4 _{2 No} 2 _{การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในสัดส่วนของสองสปีชีส์ในระบบปิดขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของความดันของระบบสำหรับแต่ละโมเลกุลของ tetroxide ที่สลายตัวสองโมเลกุลของรูปแบบไนโตรเจนไดออกไซด์เพิ่มความดันสิ่งนี้ต้องใช้พลังงานและนอกเหนือจากจุดที่แตกต่างกันสมการอ่าน k ' [ไม่} 2 _{] [ไม่} 2 _]/[n 2 _o 4 _{]สำหรับกรดอะซิติกค่าคงที่สมดุลสำหรับปฏิกิริยาย้อนกลับสำหรับค่าคงที่สมดุลทั้งหมดสำหรับปฏิกิริยาย้อนกลับทั้งหมดคือการผกผันของปฏิกิริยาที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ของ K.อย่างไรก็ตามในกรณีเช่นนี้ตัวหารจะกลายเป็น 0 หรืออินฟินิตี้หากมีใครตรวจสอบปฏิกิริยาไปข้างหน้าหรือปฏิกิริยาย้อนกลับสิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าค่าคงที่สมดุลที่มีค่าตรงกันข้ามของอินฟินิตี้หรือของ 0 ข้อมูลดังกล่าวไม่มีประโยชน์สิ่งที่น่าสนใจก็คือความเป็นไปได้ในการขับเคลื่อนปฏิกิริยาให้เสร็จสมบูรณ์ทำให้ไม่สามารถย้อนกลับได้โดยการลบหนึ่งในผลิตภัณฑ์ออกจากระบบเช่นผ่านเยื่อหุ้มเซลล์แบบ semipermeable ที่ยังคงรักษาสารตั้งต้น}