Hằng số cân bằng là gì?

Một số hành động hóa học tiến hành không thể đảo ngược theo một hướng.Một ví dụ về điều này là việc đốt cháy khí hydro (H) trong oxy (O) để tạo ra nước, như thể hiện trong công thức 2 H 2

+ O 2 _{' 2 H 2} o.Phản ứng ngược lại, 2 H 2 _{O ' 2 H 2} + O 2 _{Không xảy ra trong các điều kiện này, bất kể thời gian trôi qua bao nhiêu.Có những phản ứng có thể đảo ngược, vì nhà hóa học Claude-Louis Berthollet được phát hiện vào năm 1803. Các phản ứng đảo ngược tiến hành theo một hướng cho đến khi các phản ứng ngược trở thành các phản ứng được ưa thích, dẫn đến cân bằng và có thể tính toán các hằng số cân bằng.Các hằng số cân bằng như vậy đã được bắt nguồn từ các mối quan hệ toán học được tiết lộ trong thời gian thông qua những nỗ lực của nhiều nhà khoa học.Những mối quan hệ này sử dụng tỷ lệ nồng độ của các loài hòa tan trong hệ thống phản ứng.Một ví dụ đơn giản là sự ion hóa của axit axetic.Một điều khác là sự phân hủy có thể đảo ngược của gas dinitrogen tetroxit.Trong đó, như trong tất cả các ví dụ, các hằng số cân bằng phụ thuộc vào các điều kiện hệ thống như nhiệt độ. axit axetic phân tách vào ion hydro dương cộng với ion acetate âm.Điều làm cho phản ứng trở nên có thể đảo ngược là các ion này có thể và sẽ kết hợp lại thành các phân tử axit.Các phân tử axit axetic khác sau đó phân tách để thay thế các phân tích đã kết hợp lại.Kết quả là trạng thái cân bằng, dẫn đến một biểu thức toán học.Nồng độ ion và axit liên quan đến hằng số cân bằng bởi biểu thức k ' [h+] [ac-]/[hac].Về mặt logic, hằng số cân bằng cho phản ứng ngược là nghịch đảo của K này, bởi vì nồng độ axit trở thành tử số và nồng độ ion trở thành mẫu số.Đối với dinitrogen tetroxide, chứa nitơ (n) và oxy, phản ứng hóa học được viết n} 2 _{4 2 không} 2.Bất kỳ thay đổi nào về tỷ lệ của hai loài này trong một hệ thống khép kín phụ thuộc vào sự thay đổi áp lực hệ thống;Đối với mỗi phân tử tetroxide phân hủy, hai phân tử có dạng nitơ dioxide, làm tăng áp suất.Điều này đòi hỏi năng lượng và, vượt quá một điểm, làm mất đi sự phân chia.Phương trình đọc k ' [no

2

] [no

2

]/[n 2

o 4

].Đối với axit axetic, hằng số cân bằng cho phản ứng ngược, như đối với tất cả các hằng số cân bằng cho tất cả các phản ứng ngược, là nghịch đảo của các phản ứng K. không thể đảo ngược này tuân theo các mối quan hệ toán học tương tự như những phản ứng có thể đảo ngược.Tuy nhiên, trong những trường hợp như vậy, mẫu số trở thành 0 hoặc vô cùng, nếu người ta kiểm tra phản ứng chuyển tiếp hoặc phản ứng ngược.Điều này cho thấy một hằng số cân bằng có giá trị ngược lại, vô cùng hoặc 0. thông tin đó là vô dụng.Cũng thú vị là khả năng thúc đẩy phản ứng hoàn thành, khiến nó không thể đảo ngược bằng cách loại bỏ một trong các sản phẩm khỏi hệ thống, chẳng hạn như thông qua màng bán kết giữ lại các chất phản ứng.