Rovnovážná konstanta

Pro obecnou chemickou rovnováhu

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

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 }...}}} $K={\frac {{\{S\}}^{\sigma }{\{T\}}^{\tau }...}{{\{A\}}^{\alpha }{\{B\}}^{\beta }...}}$

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 }...}}} $K_{c}={\frac {{[S]}^{\sigma }{[T]}^{\tau }...}{{[A]}^{\alpha }{[B]}^{\beta }...}}$

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.

Otázky a odpovědi

Otázka: Co je to rovnovážná konstanta?

Odpověď: Rovnovážná konstanta je matematická veličina, která vyjadřuje vztah mezi produkty a reaktanty chemické reakce v rovnovážném stavu vzhledem k určité jednotce.

Otázka: Jak můžeme použít rovnovážnou konstantu?

Odpověď: Pomocí rovnovážné konstanty můžeme pochopit, zda má reakce v rovnováze tendenci k vyšší koncentraci produktů nebo reaktantů, a také určit, zda je reakce již v rovnováze.

Otázka: Jaké jsou příklady různých typů rovnovážných konstant?

Odpověď: Disociační konstanty jsou jedním z příkladů různých typů rovnovážných konstant, které poskytují vztahy mezi produkty a reaktanty chemické reakce v chemické rovnováze z hlediska různých jednotek.

Otázka: Co měří rovnovážná konstanta?

Odpověď: Rovnovážná konstanta měří vztah mezi produkty a reaktanty chemické reakce v chemické rovnováze vzhledem k určité jednotce.

Otázka: Jak poznáme, že je reakce již v rovnováze?

Odpověď: Pomocí rovnovážné konstanty můžeme určit, zda je reakce již v rovnováze.

Otázka: Co znamená, že je něco "v rovnováze"?

Odpověď: V rovnováze znamená, že v průběhu času nedochází k čisté změně koncentrací - všechny složky zůstávají v rovnováze, takže reakce probíhají, ale jsou vyrovnávány současně probíhajícími zpětnými reakcemi.