Rovnovážná konstanta

Pro obecnou chemickou rovnováhu

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

lze rovnovážnou konstantu definovat takto

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

kde {A} je aktivita chemického druhu A atd. (aktivita je bezrozměrná veličina). Je obvyklé uvádět aktivity produktů v čitateli a aktivity reaktantů ve jmenovateli.

U rovnováhy v roztoku je aktivita součinem koncentrace a koeficientu aktivity. Většina chemiků určuje rovnovážné konstanty v roztoku s vysokou iontovou silou. V roztocích s vysokou pevností se kvocient koeficientů aktivity mění jen velmi málo. Rovnovážná konstanta je tedy definována jako koncentrační kvocient:

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

Hodnota Kc však závisí na iontové síle. (Hranaté závorky znamenají koncentraci A, B atd.)

To je jednoduchá myšlenka. V rovnováze se atomy mohou spojovat nebo rozpadat, protože reakce může probíhat oběma směry. Aby reakce fungovala, musí být přítomny všechny části, které se mohou spojit. K tomu dojde s větší pravděpodobností, pokud je koncentrace reaktantů vyšší. Koncentrace všech potřebných částí se tedy vynásobí dohromady, aby se získala pravděpodobnost, že budou pro reakci na stejném místě. (Pokud reakce vyžaduje dvě molekuly určité sloučeniny, pak se koncentrace této sloučeniny vynásobí čtvercem). V opačném případě se všechny koncentrace těchto nezbytných částí vynásobí dohromady, aby se získala pravděpodobnost, že budou na stejném místě pro reakci v opačném směru. Poměr mezi těmito dvěma čísly představuje, jak populární bude každá strana reakce, když bude dosaženo rovnováhy. Rovnovážná konstanta 1 znamená, že obě strany jsou stejně populární. Chemici provádějí experimenty, aby změřili rovnovážnou konstantu různých reakcí.