Tasakaalukonstant

Üldise keemilise tasakaalu puhul

α A + β B . . . . ⇌ σ S + τ T . . . \displaystyle \alpha A+\beta B...\rightleftharpoons \sigma S+\tau T... } $\alpha A+\beta B...\rightleftharpoons \sigma S+\tau T...$

tasakaalukonstantsi saab määratleda järgmiselt

K = { S } σ { T } τ . . . . { A } α { B } β . . . {\displaystyle K={\frac {{\{S\}}^{\sigma }{\{T\}}^{\tau }...}{{{{\A\}}^{\alpha }{{{B\}}^{\beta }...}}} $K={\frac {{\{S\}}^{\sigma }{\{T\}}^{\tau }...}{{\{A\}}^{\alpha }{\{B\}}^{\beta }...}}$

kus {A} on keemilise liigi A aktiivsus jne. (aktiivsus on mõõtmeta suurus). Tavapäraselt pannakse produktide aktiivsus lugejasse ja reaktantide aktiivsus nimetajasse.

Lahuses esinevate tasakaalude puhul on aktiivsus kontsentratsiooni ja aktiivsuskoefitsiendi korrutis. Enamik keemikuid määrab tasakaalukonstandid suure ioonitugevusega lahuses. Suure tugevusega lahustes muutub aktiivsuskoefitsientide korrutis väga vähe. Seega määratletakse tasakaalukonstant kontsentratsioonikvoodi kaudu:

K c = [ S ] σ [ T ] τ . . . . [ A ] α [ B ] β . . . . {\displaystyle K_{c}={\frac {{[S]}^{\sigma }{[T]}^{\tau }...}{{{[A]}^{\alpha }{[B]}^{\beta }...}}}} $K_{c}={\frac {{[S]}^{\sigma }{[T]}^{\tau }...}{{[A]}^{\alpha }{[B]}^{\beta }...}}$

Kc väärtus sõltub siiski ioonitugevusest. (Nurksulgudes on märgitud A, B jne. kontsentratsioon).

See on lihtne idee. Tasakaalus võivad aatomid ühineda või laguneda, sest reaktsioon võib toimida mõlemas suunas. Selleks, et reaktsioon toimiks, peavad kõik osad olema kohal, et nad saaksid ühineda. See juhtub tõenäolisemalt, kui reageerivate ainete kontsentratsioon on suurem. Seega korrutatakse kõigi vajalike osade kontsentratsioonid kokku, et saada tõenäosus, et nad on reaktsiooni toimumiseks samas kohas. (Kui reaktsiooni jaoks on vaja kahte molekuli mingist konkreetsest ühendist, siis selle ühendi kontsentratsioon ruudutatakse). Teistpidi korrutatakse kõigi vajalike osade kontsentratsioonid kokku, et saada tõenäosus, et nad on samas kohas, et reageerida vastupidises suunas. Nende kahe arvu suhe näitab, kui populaarne on reaktsiooni kumbki pool, kui saavutatakse tasakaal. Tasakaalukonstant 1 tähendab, et mõlemad pooled on võrdselt populaarsed. Keemikud teevad katseid, et mõõta erinevate reaktsioonide tasakaalukonstanti.

Küsimused ja vastused

K: Mis on tasakaalukonstant?

V: Tasakaalukonstant on matemaatiline suurus, mis väljendab reaktsiooni produktide ja reaktantide suhet keemilises tasakaalus konkreetse ühiku suhtes.

K: Kuidas saame kasutada tasakaalukonstanti?

V: Tasakaalukonstanti saame kasutada selleks, et mõista, kas reaktsioon kipub tasakaaluolekus olema suurema produktide või reaktantide kontsentratsiooniga, samuti selleks, et määrata kindlaks, kas reaktsioon on juba tasakaalus.

K: Millised on näited erinevat tüüpi tasakaalukonstantide kohta?

V: Dissotsiatsioonikonstandid on üks näide erinevat tüüpi tasakaalukonstantidest, mis annavad keemilise reaktsiooni produktide ja reaktantide vahelised seosed keemilises tasakaalus erinevate ühikute osas.

K: Mida mõõdab tasakaalukonstant?

V: Tasakaalukonstant mõõdab keemilise reaktsiooni produktide ja reaktantide vahelist suhet keemilises tasakaalus oleva keemilise reaktsiooni puhul konkreetse ühiku suhtes.

K: Kuidas me teame, millal reaktsioon on juba tasakaalus?

V: Me võime kasutada tasakaalukonstanti, et määrata, kas reaktsioon on juba tasakaalus.

K: Mida tähendab, et miski on "tasakaalus"?

V: Tasakaalus tähendab, et kontsentratsioonide netomuutust aja jooksul ei toimu - kõik komponendid jäävad tasakaalu, seega toimuvad reaktsioonid, kuid neid tasakaalustavad samaaegselt toimuvad pöördreaktsioonid.