Av Lee Johnson, uppdaterad 30 augusti 2022

Vad är reaktionskvoten?

Reaktionskvoten, symboliserad som Q , är ett kvantitativt mått på de relativa koncentrationerna av reaktanter och produkter i en reversibel reaktion vid vilket ögonblick som helst. Den beräknas med samma stökiometriska ramverk som jämviktskonstanten, men till skillnad från K , det gäller system som ännu inte är i jämvikt.

Hur Q skiljer sig från jämviktskonstanten (K)

Båda Q och K delar en vanlig matematisk form:

Q = {[C]^c [D]^d} / {[A]^a [B]^b}

Men K är endast giltig när reaktionshastigheterna framåt och bakåt är lika - dvs systemet är i jämvikt. När en reaktion når jämvikt, Q är automatiskt lika med K , men innan dess, Q kan vara vilket värde som helst, vilket leder oss mot den riktning reaktionen kommer att röra sig.

Beräknar Q:Formeln

För en allmän reaktion:

aA + bB <=> cC + dD

Reaktionskvoten beräknas som:

Q = ([C]^c [D]^d) / ([A]^a [B]^b)

Viktiga punkter att komma ihåg:

• Kanktparenteser anger aktiviteterna av varje art.
• För rena fasta ämnen eller vätskor är aktiviteten 1, så de kan utelämnas från uttrycket.
• Använd molfraktioner för lösningsmedel, partialtryck (eller molaritet) för gaser och molaritet för lösta ämnen.

Exempel på beräkning

Tänk på gasfasreaktionen:

CO(g) + H₂O(g) <=> CO₂(g) + H₂(g)

Givet:

• [CO] =1M
• [H₂O] =1M
• [CO₂] =2M
• [H₂] =2M
• K =1

Eftersom alla stökiometriska koefficienter är 1, förenklas ekvationen till:

Q = ([CO₂][H₂]) / ([CO][H₂O])

Ersätter värdena:

Q = (2 × 2) / (1 × 1) = 4

Eftersom Q (4)> K (1) har systemet fler produkter än vad som skulle existera vid jämvikt, vilket indikerar en förskjutning mot reaktanterna.

Tolka Q

• Q> K :Överskott av produkter – reaktionen fortsätter i motsatt riktning för att förbruka produkter och bilda reaktanter.
• Q =K :Jämvikt uppnås – ingen nettoförändring sker om inte en yttre störning (temperatur, tryck, koncentration) appliceras.
• F :Överskott av reaktanter – reaktionen kommer att skifta framåt för att producera fler produkter.