echilibru constant definiție
o constantă de echilibru, Keq, este o variabilă care descrie tendința unei reacții chimice de a proceda la finalizare, ceea ce înseamnă că toți reactanții sunt convertiți în produse. Echilibrul unei reacții este punctul în care conversia reactanților în produse este egală cu conversia produselor înapoi în reactanți.,o constantă de echilibru mare înseamnă că reacția se desfășoară în direcția înainte, de la reactanți la produse, până când aproape toți reactanții au fost transformați în produse. O constantă de echilibru mică sau când Keq este mai mică decât una, înseamnă că reacția chimică va favoriza reactanții și reacția va continua în direcția opusă. O constantă de echilibru de 1 indică faptul că reactanții și produsele vor fi egale atunci când reacția atinge echilibrul.,
oamenii de Știință folosesc constanta de echilibru de o ecuație pentru a înțelege mai bine cât de repede echilibrul va fi atins, și dacă echilibrul va favoriza reactanților sau produse. Constanta poate fi calculată folosind raportul dintre produse și reactanți atunci când ecuația a atins echilibrul. Constanta de echilibru este adesea reprezentată de variabila Keq, care este definită de expresia constantă de echilibru văzută mai jos.,
expresie constantă de echilibru pentru o reacție
expresia constantă de echilibru descrie concentrația de produse împărțită la concentrația de reactanți atunci când reacția atinge echilibrul. Această expresie poate fi văzută mai jos.
În reacția: aA + bB <=> cC + dD
Fiecare termen descrie concentrația unui reactant sau produs în reacția unde chimice a și B se combină pentru a produce produse C și D., Literele minuscule indică numărul de moli ai fiecărei substanțe chimice. Parantezele din jurul unei litere,, indică concentrația fiecărei substanțe chimice, iar indicele indică faptul că constanta de echilibru este determinată de concentrația fiecărei molecule la echilibru.
J. Willard Gibbs, un celebru om de știință care a studiat energia prezentă în reacții, a arătat că constanta de echilibru a fost direct legat de cantitatea de energie liberă schimbarea care are loc în timpul o reacție, notată ∆G., Gibbs a arătat că fiecare reacție are o schimbare standard de energie liberă, sau ∆G°. În timp ce schimbarea totală a energiei libere a fiecărei reacții este, de asemenea, guvernată de concentrațiile inițiale ale substanțelor chimice, energia liberă standard este calculată cu ecuația de mai jos, folosind constanta de echilibru a ecuației.această ecuație arată că schimbarea standard a energiei libere este pur și simplu un alt mod de a descrie forțele motrice ale unei reacții și în ce fel vor proceda., În timp ce constanta de echilibru ne spune dacă vom avea mai mulți reactanți sau produse la sfârșitul unei reacții, nu sugerează cât de repede ar avea loc această reacție. Aceasta este cunoscută sub numele de Constanta ratei și este notată cu o literă mică k. Constanta ratei este legată de o varietate de alte ecuații legate de viteza la care se întâmplă reacțiile. Constanta de echilibru este importantă pentru o serie de reacții biologice, așa cum se vede în exemplele de mai jos.
Exemple de constantă de echilibru
ionizarea apei
apa este baza pentru toată viața de pe Pământ., Unul dintre principalele motive pentru care apa este un solvent atât de bun este capacitatea sa de a forma legături de hidrogen atât cu ea însăși, cât și cu moleculele non-apă. Nu numai că această capacitate permite apei să se dizolve și să difuzeze soluții, dar permite și apei să transporte un curent electric. Când apa, H2O, formează legături de hidrogen, hidrogenul este îndepărtat de oxigen și molecula se disociază într–un ion de hidrogen (H+) și un ion de hidroxid (OH -).protonii individuali de hidrogen rareori există liber în soluție și formează imediat o legătură cu molecula de apă la care a fost legat hidrogenul., Aceasta formează un ion de hidroniu sau H3O+. Constanta de echilibru pentru această reacție este, prin urmare, concentrația ionilor de hidrogen și a ionilor de hidroxid, împărțită la concentrația moleculelor normale de apă, așa cum se vede mai jos.
constanta De echilibru a acestei reacții poate fi măsurată prin conductivitatea electrică a apei, care este determinată de concentrația de (H3O+)., Ionii de hidroniu trec un semnal electric sub forma transferului de electroni, care poate fi măsurat prin echipamente electrice sensibile. Astfel, constanta de echilibru a apei a fost măsurată de sensibile echipamente electrice să fie de 1,8 x 10-16, adica apa are o probabilitate mult mai mare de a fi reactantul H2O, spre deosebire de a deveni hydronium ion. Procesul poate fi văzut în imaginea de mai jos.,
Celule, Energie Liberă, iar Constanta de Echilibru
Deși constanta de echilibru este măsurată atunci când o reacție este în echilibru, aceasta nu înseamnă că toate reacțiile sunt permise pentru a trece la echilibru. În celulă, multe reacții sunt în mod constant reaprovizionate cu diferite substanțe chimice, ceea ce menține reacțiile celulelor departe de echilibru. Cu toate acestea, constanta de echilibru descrie tendința acestor reactanți de a forma produse., Unele reacții sunt exergonice, ceea ce înseamnă că eliberează energie atunci când se întâmplă. Aceste reacții au o constantă de echilibru ridicată, descriind tendința lor de a deveni produse.de asemenea, se poate spune că aceste reacții au o schimbare pozitivă în energia liberă, ceea ce înseamnă că dau energie reacțiilor din jurul lor. Alte reacții importante sunt endergonice, ceea ce înseamnă că au nevoie de energie pentru a avea loc. Aceste reacții au o constantă de echilibru scăzută, descriind tendința lor de a rămâne ca reactanți. Celulele cuplează aceste reacții pentru a permite reacțiile endergonice să aibă loc., Acest lucru poate fi observat în multe reacții celulare tipice care utilizează constanta de echilibru ridicată a ATP convertind la ADP pentru a conduce reacții endergonice, cum ar fi formarea de proteine sau acizi grași.
Lasă un răspuns