Cheminė pusiausvyra cheminėse reakcijose

Cheminė pusiausvyra yra būklė, kuri atsiranda, kai reagentų koncentracija o cheminėje reakcijoje dalyvaujantys produktai neturi jokio grynojo pokyčio bėgant laikui. Cheminė pusiausvyra taip pat gali būti vadinama „pusiausvyros būsenos reakcija“. Tai nereiškia cheminė reakcija būtinai nustojo atsirasti, tačiau medžiagų suvartojimas ir susidarymas buvo subalansuotos. Reaktyviųjų medžiagų ir produktų kiekis pasiekė pastovų santykį, tačiau jie beveik niekada nėra lygūs. Gali būti daug daugiau produkto arba daug reaktyvesnių medžiagų.

Dinaminė pusiausvyra įvyksta, kai toliau vyksta cheminė reakcija, tačiau nemažai produktų ir reagentų išlieka pastovūs. Tai yra viena cheminės pusiausvyros rūšis.

pusiausvyros išraiška cheminės reakcijos metu gali būti išreikštas produktų ir reagentų koncentracija. Tik cheminės rūšys įeina į vandeninę ir dujinę fazes pusiausvyros išraiškoje nes skysčių ir kietųjų medžiagų koncentracijos nesikeičia. Cheminei reakcijai:

jA + kB → lC + mD

Pusiausvyros išraiška yra

K = ([C]^l[D]^m) / ([A]^j[B]^k)

K yra pusiausvyros konstanta
[A], [B], [C], [D] ir kt. yra molinės koncentracijos iš A, B, C, D ir kt.
j, k, l, m ir kt. yra koeficientai subalansuotoje cheminėje lygtyje

Pirmiausia apsvarstykite veiksnį, kuris neturi įtakos pusiausvyrai: grynas medžiagas. Jei pusiausvyroje dalyvauja grynas skystis ar kieta medžiaga, laikoma, kad jos pusiausvyros konstanta yra 1 ir ji neįtraukiama į pusiausvyros konstantą. Pavyzdžiui, laikoma, kad gryno vandens, išskyrus labai koncentruotus tirpalus, aktyvumas yra 1. Kitas pavyzdys yra kieta anglis, kuri gali būti formuojama dviejų karbomo monoksido molekulių reakcija į anglies dioksidą ir anglį.

Veiksniai, darantys įtaką pusiausvyrai, yra šie:

• Reaktyviosios medžiagos ar produkto pridėjimas arba koncentracijos pasikeitimas paveikia pusiausvyrą. Pridėjus reagento, cheminė lygtis gali sukelti pusiausvyrą dešinėje, kur susidaro daugiau produkto. Pridėjus produkto, pusiausvyra gali būti kairėje, nes susidaro daugiau reagentų.
• Kintant temperatūrai, keičiasi pusiausvyra. Pakilusi temperatūra visada keičia cheminę pusiausvyrą endoterminės reakcijos kryptimi. Mažėjanti temperatūra visada keičia pusiausvyrą egzoterminės reakcijos kryptimi.
• Pakeitus slėgį, daroma pusiausvyra. Pavyzdžiui, mažinant dujų sistemos tūrį padidėja jos slėgis, o tai padidina ir reagentų, ir produktų koncentraciją. Dėl grynosios reakcijos sumažės dujų molekulių koncentracija.

Le Chatelier principas gali būti naudojamas numatyti pusiausvyros poslinkį, atsirandantį dėl sistemos įtempio. Le Chatelier principas teigia, kad pusiausvyros sistemos pakeitimas sukels numatomą pusiausvyros poslinkį, kuris neutralizuos pokyčius. Pvz., Pridedant šilumą sistemai, pasirenkama endoterminės reakcijos kryptis, nes tai sumažins šilumos kiekį.