chemisch evenwicht, een toestand tijdens een omkeerbare chemische reactie waarin geen nettoverandering in de hoeveelheden reagentia en producten optreedt. Een omkeerbare chemische reactie is een reactie waarbij de producten, zodra ze zijn gevormd, reageren om de oorspronkelijke reagentia te produceren. Bij evenwicht gaan de twee tegengestelde reacties in gelijke mate door, of snelheden, zodat er geen netto verandering is in de hoeveelheden van de betrokken stoffen. Op dit punt kan de reactie als voltooid worden beschouwd; d.w.z., voor een bepaalde reactievoorwaarde is de maximale omzetting van reagentia in producten bereikt.
de voorwaarden die betrekking hebben op het evenwicht kunnen worden gegeven kwantitatieve formulering., Bijvoorbeeld, voor de omkeerbare reactie A ⇋ B + C, wordt de snelheid van de reactie naar rechts, r1, gegeven door de wiskundige uitdrukking (gebaseerd op de wet van de massa-actie) r1 = k1(A), waarbij k1 de reactiesnelheidsconstante is en het symbool tussen haakjes de concentratie van A. De snelheid van de reactie naar links, r2, is r2 = k2(B)(C). Bij evenwicht, r1 = r2, daarom:
subscript e staat voor omstandigheden bij evenwicht., Voor een bepaalde reactie, bij een bepaalde temperatuur-en drukconditie, is de verhouding van de hoeveelheden producten en reagentia aanwezig bij evenwicht, elk verhoogd tot hun respectieve bevoegdheden, een constante, aangeduid als de evenwichtsconstante van de reactie en vertegenwoordigd door het symbool K. de waarde van de evenwichtsconstante varieert met de temperatuur en druk volgens het principe van Le Chatelier (zie Le Chatelier, Henry-Louis).
door methoden van statistische mechanica en chemische thermodynamica kan worden aangetoond dat de evenwichtsconstante gerelateerd is aan de verandering in de thermodynamische grootheid, de standaard Gibbs vrije energie die de reactie vergezelt., De standaard Gibbs vrije energie van de reactie, ΔG°, wat is het verschil tussen de som van de standaard vrije energie van de producten en die van de reactanten, is gelijk aan de negatieve natuurlijke logaritme van het evenwicht constante vermenigvuldigd met de zogenaamde gasconstante R en de absolute temperatuur T:
De vergelijking staat de berekening van het evenwicht constant, of de relatieve aantallen van producten en reactanten aanwezig is in evenwicht, van de gemeten of afgeleid waarden van de standaard vrije energie van stoffen.
Geef een reactie