Dinamikus egyensúly

 Ez a szócikk vagy szakasz lektorálásra, tartalmi javításokra szorul. A felmerült kifogásokat a szócikk vitalapja részletezi (vagy extrém esetben a szócikk szövegében elhelyezett, kikommentelt szövegrészek). Ha nincs indoklás a vitalapon (vagy szerkesztési módban a szövegközben), bátran távolítsd el a sablont!
Csak akkor tedd a lap tetejére ezt a sablont, ha az egész cikk megszövegezése hibás. Ha nem, az adott szakaszba tedd, így segítve a lektorok munkáját!
Egyensúlyi állapot kialakulása. MA Az A anyag tömege, R pedig az A illetve a B anyag átalakulásának sebessége

Dinamikus egyensúlynak nevezzük azt az állapotot, amelyben valamely megfordítható folyamat oda- és visszaalakulási sebessége megegyezik. Ekkor makroszkopikusan szemlélve a rendszert sem kvalitatív, sem kvantitatív változást nem tapasztalunk, miközben mikroszkopikusan az ellentétes irányú elemi folyamatok szüntelenül végbemennek. A dinamikus egyensúly ideális állapotnak tekinthető, hiszen a természetben az apró, perturbáló hatásoknak köszönhetően tulajdonképpen semmilyen dinamikus rendszer sem lehet makroszkopikusan nyugalomban.

Bővebben

A kémiai reakciók lehetnek irreverzibilisek (nem megfordíthatóak) és reverzibilisek (megfordíthatóak), például: H 2 ( g ) + I 2 ( g ) ↽ − − ⇀ 2 HI ( g ) {\displaystyle {\ce {H2_{(g)}{}+ I2_{(g)}<=> 2HI_{(g)}}}} .

Mivel az ellentétes irányú reakciók sebessége egyenlő, ezért v 1 = v − 1 {\displaystyle v_{1}=v_{-1}} .

v 1 = k 1 ⋅ [ H 2 ] ⋅ [ I 2 ] {\displaystyle v_{1}=k_{1}\cdot [{\text{H}}_{2}]\cdot [{\text{I}}_{2}]} ,

ahol a k 1 {\displaystyle k_{1}} a reakciósebességi állandó.

v − 1 = k − 1 ⋅ [ HI ] ⋅ [ HI ] = k − 1 ⋅ [ HI ] 2 {\displaystyle v_{-1}=k_{-1}\cdot [{\text{HI}}]\cdot [{\text{HI}}]=k_{-1}\cdot [{\text{HI}}]^{2}}

Tehát időegység alatt ugyanannyi termék képződik, mint amennyi visszaalakul.

k 1 ⋅ [ H 2 ] ⋅ [ I 2 ] = k − 1 ⋅ [ HI ] 2 {\displaystyle k_{1}\cdot [{\text{H}}_{2}]\cdot [{\text{I}}_{2}]=k_{-1}\cdot [{\text{HI}}]^{2}}
k 1 k − 1 = [ HI ] 2 [ H 2 ] ⋅ [ I 2 ] {\displaystyle {\frac {k_{1}}{k_{-1}}}={\frac {[{\text{HI}}]^{2}}{[{\text{H}}_{2}]\cdot [{\text{I}}_{2}]}}}

Két állandó hányadosa is állandó, ezért az egyensúlyi állandó K = [ HI ] 2 [ H 2 ] ⋅ [ I 2 ] {\displaystyle K={\frac {[{\text{HI}}]^{2}}{[{\text{H}}_{2}]\cdot [{\text{I}}_{2}]}}} .

Az egyensúlyi állandó egyenlő a termékek megfelelő hatványon vett egyensúlyi koncentrációinak szorzata és a kiindulási anyagok egyensúlyi koncentrációinak megfelelő hatványon vett szorzatának hányadosával.

Az egyensúlyi állandó kiszámítása

Az A + 2B ⇌ C reakcióegyenletben, ha 3-3 mol/dm³ koncentrációjú A és B anyagból kiindulva az A anyag 10%-a alakul át, akkor az egyensúlyi állandó kiszámításának a módja:

A + 2B ⇌ C
K: 3 3 −
R: 0,3 0,6 0,3
E: 2,7 2,4 0,3

ahol

  • K: a kezdeti (kiindulási) koncentráció (mol/dm³-ben);
  • R: a reakcióban részt vevő és keletkező anyagok koncentrációja;
  • E: az egyensúlyi koncentráció.

Az egyensúlyi állandó így:

K = [ C ] [ A ] ⋅ [ B ] 2 = 0 , 3 2 , 7 ⋅ 2 , 4 2 = 0 , 0193 {\displaystyle K={\frac {[{\text{C}}]}{[{\text{A}}]\cdot [{\text{B}}]^{2}}}={\frac {0,3}{2,7\cdot 2,4^{2}}}=0,0193}

Lásd még

  • Egyensúlyi reakciók

További információk

  • A kémiai egyensúly törvényeinek általánosítása
  • kémia Kémiaportál
  • fizika Fizikaportál