Rovnovážna konštanta

Pre všeobecnú chemickú rovnováhu

α A + β B . . . ⇌ σ S + τ T . . {\displaystyle \alpha A+\beta B...\rightleftharpoons \sigma S+\tau T... } $\alpha A+\beta B...\rightleftharpoons \sigma S+\tau T...$

rovnovážnu konštantu možno definovať takto

K = { S } σ { T } τ . . . { A } α { B } β . . . {\displaystyle K={\frac {{\{{S}}^{\sigma }{{\{T}}^{\tau }...}{{{\{A}}^{\alfa }{{{B}}^{\beta }...}}} $K={\frac {{\{S\}}^{\sigma }{\{T\}}^{\tau }...}{{\{A\}}^{\alpha }{\{B\}}^{\beta }...}}$

kde {A} je aktivita chemického druhu A atď. (aktivita je bezrozmerná veličina). Je zvyčajné uvádzať aktivity produktov v čitateli a aktivity reaktantov v menovateli.

Pri rovnováhe v roztoku je aktivita súčinom koncentrácie a koeficientu aktivity. Väčšina chemikov určuje rovnovážne konštanty v roztoku s vysokou iónovou silou. V roztokoch s vysokou pevnosťou sa kvocient koeficientov aktivity mení veľmi málo. Rovnovážna konštanta sa teda definuje ako koncentračný kvocient:

K c = [ S ] σ [ T ] τ . . . [ A ] α [ B ] β . . . {\displaystyle K_{c}={\frac {{[S]}^{\sigma }{[T]}^{\tau }...}{{[A]}^{\alfa }{[B]}^{\beta }...}}} $K_{c}={\frac {{[S]}^{\sigma }{[T]}^{\tau }...}{{[A]}^{\alpha }{[B]}^{\beta }...}}$

Hodnota Kc však závisí od iónovej sily. (Hranaté zátvorky znamenajú koncentráciu A, B atď.)

Ide o jednoduchú myšlienku. V rovnovážnom stave sa atómy môžu spájať alebo rozkladať, pretože reakcia môže prebiehať oboma smermi. Aby reakcia fungovala, musia byť prítomné všetky časti, ktoré sa môžu spojiť. Je pravdepodobnejšie, že k tomu dôjde, ak majú reaktanty vyššiu koncentráciu. Koncentrácie všetkých potrebných častí sa teda vynásobia, aby sa získala pravdepodobnosť, že budú na rovnakom mieste pre reakciu. (Ak reakcia vyžaduje dve molekuly určitej zlúčeniny, potom sa koncentrácia tejto zlúčeniny vynásobí štvorcom.) V opačnom prípade sa všetky koncentrácie týchto potrebných častí vynásobia, aby sa získala pravdepodobnosť, že sa budú nachádzať na rovnakom mieste a budú reagovať opačným smerom. Pomer medzi týmito dvoma číslami predstavuje, aká populárna bude každá strana reakcie, keď sa dosiahne rovnováha. Rovnovážna konštanta 1 znamená, že obe strany sú rovnako populárne. Chemici vykonávajú experimenty na meranie rovnovážnej konštanty rôznych reakcií.

Otázky a odpovede

Otázka: Čo je to rovnovážna konštanta?

Odpoveď: Konštanta rovnováhy je matematická veličina, ktorá vyjadruje vzťah medzi produktmi a reaktantmi reakcie v chemickej rovnováhe vzhľadom na určitú jednotku.

Otázka: Ako môžeme použiť rovnovážnu konštantu?

Odpoveď: Rovnovážnu konštantu môžeme použiť na pochopenie toho, či reakcia má tendenciu mať vyššiu koncentráciu produktov alebo reaktantov v rovnovážnom stave, ako aj na určenie toho, či je reakcia už v rovnovážnom stave.

Otázka: Aké sú príklady rôznych typov rovnovážnych konštánt?

Odpoveď: Disociačné konštanty sú jedným z príkladov rôznych typov rovnovážnych konštánt, ktoré poskytujú vzťahy medzi produktmi a reaktantmi chemickej reakcie v chemickej rovnováhe z hľadiska rôznych jednotiek.

Otázka: Čo meria rovnovážna konštanta?

Odpoveď: Rovnovážna konštanta meria vzťah medzi produktmi a reaktantmi chemickej reakcie v chemickej rovnováhe vzhľadom na konkrétnu jednotku.

Otázka: Ako zistíme, že reakcia je už v rovnováhe?

Odpoveď: Pomocou rovnovážnej konštanty môžeme určiť, či je reakcia už v rovnováhe.

Otázka: Čo znamená, že niečo je "v rovnováhe"?

Odpoveď: V rovnováhe znamená, že v priebehu času nedochádza k čistej zmene koncentrácií - všetky zložky zostávajú v rovnováhe, takže reakcie prebiehajú, ale sú vyvážené súčasne prebiehajúcimi spätnými reakciami.