Kemijsko ravnotežje

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje

Kemijsko ravnotežje je stanje kemijske reakcije, v katerem njeni produkti in reaktanti nastajajo z isto hitrostjo, pri tem pa njihove koncentracije ostajajo enako velike. Pravimo, da je tedaj reakcija v dinamičnem ravnotežju. Take reakcije so vedno reverzibilne oziroma obojesmerne. Ločimo heterogeno in homogeno ravnotežje; pri prvem imajo v reakciji udeležene snovi različno, pri drugem pa enako agregatno stanje.

Konstanta ravnotežja[uredi | uredi kodo]

Za vsako ravnotežno reakcijo lahko izračunamo konstanto ravnotežja. Vzemimo reakcijo
F_2(g) +  H_2(g) \leftrightarrow 2HF(g)

Konstanto za to enačbo izračunamo po formuli:K_c = \frac{[HF]^2}{[F_2] [H_2]}

Konstanta ravnotežja Kc je količnik med zmnožkom ravnotežnih koncentracij produktov in zmnožkom ravnotežnih koncentracij reaktantov enačbe in po dogovoru nima enote. Ravnotežne koncentracije ponazarjata oglata oklepaja, ki pomenita enako kot oznaka c(X) za množinsko koncentracijo v mol/l. Konstanta ravnotežja za določeno reakcijo je vezana na temperaturo - ob spremembi temperature se bo spremenila tudi konstanta. Iz tega razloga poleg konstante ravnotežja velikokrat navajamo tudi temperaturo. Ker je reakcija v ravnotežju, na vrednost konstante spremembe koncentracij snovi ne vplivajo. Če ima konstanta zelo veliko vrednost, je ravnotežje skoraj povsem pomaknjeno v smeri tvorbe produktov (po vzpostavitvi ravnotežja je koncentracija produktov veliko večja od koncentracije reaktantov). Če je konstanta ravnotežja zelo majhna, je ravnotežje skoraj povsem premaknjeno v smer tvorbe reaktantov (v ravnotežni zmesi je veliko več reaktantov kot produktov). Kadar je vrednost konstante ravnotežja približno enaka ena, pa so v ravnotežni zmesi znatne koncentracije in reaktantov in produktov.

Le Chatelierovo načelo[uredi | uredi kodo]

Le Chatelierovo načelo je leta 1888 objavil francoski kemik Henri Louis Le Chatelier. Glasi se:

Sprememba v ravnotežnem sistemu povzroči premik ravnotežja v smeri, ki dano spremembo minimizira.

Na ravnotežje lahko vplivamo na različne načine:

  • s spremembo temperature (če temperaturo zvečamo, se ravnotežje pomakne v smer endotermne reakcije in obratno)
  • s spremembo tlaka (če tlak povečamo, se ravnotežje pomakne v smer manjšega števila plinastih molekul (ugotovimo iz enačbe reakcije) in obratno)
  • s spremembo koncentracij snovi (če odvzamemo neko snov iz sistema, se ravnotežje pomakne v smer tvorbe te snovi in obratno)

Prikaz premikanja smeri ravnotežja ob spremembah temperature zajema spodnja tabela:

eksotermna reakcija (ΔHr < 0) endotermna reakcija (ΔHr > 0)
T - -> <-
T + <- ->