RomoloTavani/iStock/GettyImages
I vardagen beskriver jämvikt kroppens känsla av balans. Inom kemi hänvisar kemisk jämvikt till ett tillstånd där koncentrationerna av reaktanter och produkter förblir konstanta över tiden, även om de framåt- och bakåtreaktionerna fortsätter att ske i samma takt.
Lagen om kemisk jämvikt
Lagen om kemisk jämvikt, ofta uttryckt via jämviktskonstanten (K), säger att för en reaktion vid konstant temperatur och tryck förblir förhållandet mellan produktkoncentrationerna och reaktantkoncentrationerna (var och en höjd till styrkan av deras stökiometriska koefficienter) oförändrad.
Begreppet kemisk jämvikt
Överväg en reversibel reaktion:
A + B <=> C + D
När reaktionen fortskrider stiger koncentrationerna av C och D medan A och B faller. Så småningom utjämnas reaktionshastigheterna framåt och bakåt, och koncentrationerna platå. Denna dynamiska balans är kännetecknet för kemisk jämvikt.
Typer av kemisk jämvikt
Jämvikter kan klassificeras i:
- Homogen – reaktanter och produkter finns i samma fas.
- Heterogen – reaktanter och produkter upptar olika faser.
Villkor för jämvikt
För att ett system ska nå jämvikt måste följande gälla:
- Alla mätbara egenskaper (koncentration, tryck, färg, etc.) förblir konstanta vid en fast temperatur.
- Systemet kan uppnå jämvikt från antingen framåt- eller bakåtriktningen.
- En katalysator kan påskynda inställningen till jämvikt men ändrar inte sin position.
- Jämvikten är till sin natur dynamisk.
Faktorer som förändrar jämvikten
Le Chateliers princip förutsäger hur ett system reagerar på störningar:
- Koncentrationsförändringar – Tillsats av reaktant driver reaktionen framåt; Lägga till produkt driver det bakåt.
- Temperatur – Ökning av temperaturen gynnar den endotermiska riktningen; sänkning av temperaturen gynnar den exotermiska riktningen.
- Tryck – Ökande tryck (minskande volym) förskjuter jämvikten åt sidan med färre gasmolekyler.
- Katalysatorer – Snabba upp båda riktningarna lika mycket, förkorta tiden för att nå jämvikt.
- Inerta gaser – Vid konstant volym har de ingen effekt; vid konstant tryck kan de påverka det totala trycket.
