równowaga chemiczna, stan w trakcie odwracalnej reakcji chemicznej, w którym nie zachodzi zmiana netto ilości reagentów i produktów. Odwracalna reakcja chemiczna to taka, w której produkty, jak tylko zostaną utworzone, reagują, aby wytworzyć oryginalne reagenty. W równowadze dwie przeciwstawne reakcje przebiegają z równymi szybkościami lub prędkościami, stąd nie ma zmiany netto ilości substancji zaangażowanych. W tym momencie reakcja może być uznana za zakończoną, tj.,, dla niektórych określonych warunków reakcji, maksymalna konwersja reagentów do produktów została osiągnięta.
warunki, które dotyczą równowagi, można podać w postaci ilościowej., Na przykład dla reakcji odwracalnej A ⇋ B + C, prędkość reakcji na prawo, r1, jest określona przez wyrażenie matematyczne (oparte na prawie działania masy) r1 = k1 (A), gdzie K1 jest stałą szybkości reakcji, a symbol w nawiasach reprezentuje stężenie A. Prędkość reakcji na lewo, r2, jest r2 = k2(B)(C). W stanie równowagi, R1 = r2, zatem:
indeks dolny e reprezentuje warunki w stanie równowagi., Dla danej reakcji, w określonych warunkach temperatury i ciśnienia, stosunek ilości produktów i reagentów obecnych w równowadze, każdy podniesiony do ich odpowiednich mocy, jest stałą, określaną stałą równowagi reakcji i reprezentowaną przez symbol K. wartość stałej równowagi zmienia się w zależności od temperatury i ciśnienia zgodnie z zasadą Le Chateliera (patrz Le Chatelier, Henry-Louis).
za pomocą metod mechaniki statystycznej i termodynamiki chemicznej można wykazać, że stała równowagi jest związana ze zmianą ilości termodynamicznej zwanej standardową energią swobodną Gibbsa towarzyszącą reakcji., Standardowa energia swobodna Gibbsa reakcji, ΔG°, która jest różnicą między sumą standardowych energii swobodnych produktów a reaktantami, jest równa ujemnemu logarytmowi naturalnemu stałej równowagi pomnożonemu przez tzw. stałą gazową R i temperaturę bezwzględną T:
równanie pozwala obliczyć stałą równowagi lub względne ilości produktów i reagentów obecnych w równowadze, od zmierzonych lub pochodnych wartości standardowych darmowych energii substancji.
Dodaj komentarz