Хемијска равнотежа у хемијским реакцијама

Хемијска равнотежа је стање које се јавља када концентрација реактаната а производи који учествују у хемијској реакцији не показују временску промену. Хемијска равнотежа се такође може назвати "реакцијом у стању стабилности". То не значи хемијска реакција се нужно престала јављати, али да су потрошња и стварање супстанци достигли уравнотежено стање. Количине реактаната и производа постижу константан однос, али готово никада нису једнаке. Може бити пуно више производа или пуно више реактаната.

Динамичка равнотежа настаје када хемијска реакција и даље траје, али одређени број производа и реактаната остаје константан. Ово је једна врста хемијске равнотеже.

Тхе равнотежни израз за хемијску реакцију може да се изрази у концентрацији производа и реактаната. Само хемијске врсте у водену и гасовиту фазу су укључени у равнотежном изразу јер се концентрације течности и чврстих материја не мењају. За хемијску реакцију:

јА + кБ → лЦ + мД

Равнотежни израз је

К = ([Ц]^л[Д]^м) / ([А]^ј[Б]^к)

К је константа равнотеже
[А], [Б], [Ц], [Д] итд. су моларне концентрације од А, Б, Ц, Д итд.
ј, к, л, м, итд. су коефицијенти у уравнотеженој хемијској једначини

Прво, размотрите фактор који не утиче на равнотежу: чисте супстанце. Ако је чиста течност или чврста супстанца укључена у равнотежу, сматра се да има константу равнотеже 1 и искључена је из константе равнотеже. На пример, осим у високо концентрованим растворима, сматра се да чиста вода има активност 1. Други пример је чврсти угљеник, који се може формирати реакцијом два молекула карбом моноксида да би формирали угљен диоксид и угљеник.

Фактори који утичу на равнотежу укључују:

• Додавање реактанта или производа или промена концентрације утиче на равнотежу. Додавање реактанта може довести до равнотеже удесно у хемијској једначини, где се формира више производа. Додавање производа може довести до равнотеже улево, као више реактаната.
• Променом температуре мења се равнотежа. Повећана температура увек помера хемијску равнотежу у смеру ендотермичке реакције. Снижавање температуре увек помера равнотежу у правцу егзотермичке реакције.
• Промјена притиска утиче на равнотежу. На пример, смањење запремине гасног система повећава његов притисак, што повећава концентрацију и реактаната и производа. Нето реакција ће смањити концентрацију молекула гаса.

Принцип Ле Цхателиер-а може се користити за предвиђање померања равнотеже која је последица примене стреса на систем. Принцип Ле Цхателиера каже да ће промена система равнотеже довести до предвидљивог померања равнотеже како би се спречила промена. На пример, додавање топлоте у систем погодује смеру ендотермичке реакције јер ће то деловати на смањење количине топлоте.