Ligevægt Konstant

Ligevægt Konstant Definition

En ligevægt konstant, Keq, er en variabel, der beskriver en kemisk reaktion tendens til at gå til afslutning, hvilket betyder, at alle reaktanter er konverteret til produkter. Ligevægten af en reaktion er det punkt, hvor omdannelsen af reaktanter til produkter svarer til omdannelsen af produkter tilbage til reaktanter.,

ligevægtskonstant oversigt

en stor ligevægtskonstant betyder, at reaktionen fortsætter i fremadgående retning, fra reaktanter til produkter, indtil næsten alle reaktanterne er konverteret til produkter. En lille ligevægtskonstant, eller når Ke.er mindre end en, betyder, at den kemiske reaktion vil favorisere reaktanterne, og reaktionen vil fortsætte i den modsatte retning. En ligevægtskonstant på 1 indikerer, at reaktanterne og produkterne vil være ens, når reaktionen når ligevægt.,

forskere bruger ligevægtskonstanten for en ligning for bedre at forstå, hvor hurtigt ligevægten nås, og om ligevægten vil favorisere reaktanter eller produkter. Konstanten kan beregnes ved hjælp af forholdet mellem produkter og reaktanter, når ligningen har nået ligevægt. Ligevægtskonstanten er ofte repræsenteret af variablen ke., som er defineret af ligevægtskonstanten, der ses nedenfor.,

Ligevægtskonstantekspression for en reaktion

ligevægtskonstantekspression beskriver koncentrationen af produkter divideret med koncentrationen af reaktanter, når reaktionen når ligevægt. Dette udtryk kan ses nedenfor.

I den reaktion: aA + bB <=> cC + dD

Hver udtrykket beskriver koncentrationen af en reaktant eller et produkt i den reaktion, hvor kemikalier A og B, som kombineres for at producere produkter, C og D., De små bogstaver angiver antallet af mol af hvert kemikalie. Parenteserne omkring et bogstav,, angiver koncentrationen af hvert kemikalie, og abonnementet angiver, at ligevægtskonstanten bestemmes af koncentrationen af hvert molekyle ved ligevægt.

J. J.illard Gibbs, en berømt videnskabsmand, der studerede energien, der var til stede i reaktioner, viste, at ligevægtskonstanten var direkte relateret til mængden af fri energiændring, der opstår under en reaktion, betegnet G. G., Gibbs viste, at hver reaktion har en standard fri energiændring eller ∆G.. Mens den samlede frie energiændring for hver reaktion også styres af de indledende koncentrationer af kemikalier, beregnes standardfri energi med ligningen nedenfor ved hjælp af ligningens ligevægtskonstant.

∆G = = – RTln(ke.)

denne ligning viser, at standardfri energiændring simpelthen er en anden måde at beskrive drivkræfterne i en reaktion på, og hvilken vej de vil fortsætte., Mens ligevægtskonstanten fortæller os, om vi vil have mere reaktant eller produkter i slutningen af en reaktion, antyder den ikke, hvor hurtigt denne reaktion ville finde sted. Dette er kendt som hastighedskonstanten og betegnes med små bogstaver k. hastighedskonstanten er relateret til en række andre ligninger relateret til den hastighed, hvormed reaktioner sker. Ligevægtskonstanten er vigtig for en række biologiske reaktioner, som det ses i eksemplerne nedenfor.

eksempler på ligevægtskonstant

ionisering af vand

vand er grundlaget for alt liv på jorden., En af hovedårsagerne til, at vand er et så godt opløsningsmiddel, er dets evne til at danne hydrogenbindinger med både sig selv og ikke-vandmolekyler. Denne evne tillader ikke kun vand at opløse og diffundere opløste stoffer, men tillader også vand at bære en elektrisk strøm. Når vand, H2O, danner hydrogenbindinger, trækkes brintet væk fra iltet, og molekylet adskilles til en hydrogenion (H+) og en hydro .idion (OH–).

individuelle hydrogenprotoner findes sjældent frit i opløsning og danner straks en binding med vandmolekyle, som det var hydrogen bundet til., Dette danner en hydroniumion eller H3O+. Ligevægtskonstanten for denne reaktion er derfor koncentrationen af hydrogenioner og hydro .idioner divideret med koncentrationen af normale vandmolekyler, som det ses nedenfor.

Den balance, som konstant af denne reaktion kan måles ved den elektriske ledningsevne af vand, der er bestemt af koncentrationen af (H3O+)., Hydroniumioner passerer et elektrisk signal i form af overførsel af elektroner, som kan måles ved følsomt elektrisk udstyr. Således er vandets ligevægtskonstant målt ved følsomt elektrisk udstyr til at være 1,8 10-1 10-16, hvilket betyder, at vandet har en meget større sandsynlighed for at være reaktanten H2O, i modsætning til at blive hydroniumion. Processen kan ses på billedet nedenfor.,

Celler, Fri Energi, og den Balance, som Konstant

Selv om den balance, som konstant er målt reaktionen er i ligevægt, dette betyder ikke, at alle reaktioner lov til at gå videre til ligevægt. I cellen forsynes mange reaktioner konstant med forskellige kemikalier, hvilket holder cellernes reaktioner langt fra ligevægt. Ligevægtskonstanten beskriver imidlertid disse reaktanters tendens til at danne produkter., Nogle reaktioner er e .ergoniske, hvilket betyder, at de frigiver energi, når de sker. Disse reaktioner har en høj ligevægtskonstant, der beskriver deres tendens til at blive produkter.

disse reaktioner kan også siges at have en positiv ændring i fri energi, hvilket betyder, at de afgiver energi til reaktioner omkring dem. Andre vigtige reaktioner er endergonic, hvilket betyder, at de kræver energi for at finde sted. Disse reaktioner har en lav ligevægtskonstant, der beskriver deres tendens til at forblive som reaktanter. Celler parrer disse reaktioner for at tillade de endergoniske reaktioner at finde sted., Dette kan ses i mange typiske cellulære reaktioner, der bruger den høje ligevægtskonstant ved ATP-konvertering til ADP til at drive endergoniske reaktioner, såsom dannelse af proteiner eller fedtsyrer.