Chemisches Gleichgewicht bei chemischen Reaktionen

Das chemische Gleichgewicht ist der Zustand, der auftritt, wenn die Konzentration der an einer chemischen Reaktion beteiligten Reaktanten und Produkte im Laufe der Zeit keine Nettoveränderung zeigt. Das chemische Gleichgewicht kann auch als "stationäre Reaktion" bezeichnet werden. Dies bedeutet nicht, dass die chemische Reaktion notwendigerweise aufgehört hat aufzutreten, sondern dass der Verbrauch und die Bildung von Substanzen einen ausgeglichenen Zustand erreicht haben. Die Mengen an Reaktanten und Produkten haben ein konstantes Verhältnis erreicht, sind aber fast nie gleich. Es kann viel mehr Produkt oder viel mehr Reaktant geben.

Dynamisches Gleichgewicht

Dynamisches Gleichgewicht tritt auf, wenn die chemische Reaktion fortgesetzt wird, aber eine Reihe von Produkten und Reaktanten konstant bleiben. Dies ist eine Art chemisches Gleichgewicht.

Schreiben des Gleichgewichtsausdrucks

Das Gleichgewicht Ausdruck für eine chemische Reaktion kann ausgedrückt werden als die Konzentration der Produkte und Reaktanten. Nur chemische Spezies in der wässrigen und gasförmigen Phase werden in die Gleichgewichtsexpression einbezogen, da sich die Konzentrationen von Flüssigkeiten und Feststoffen nicht ändern. Für die chemische Reaktion:

jA + kB → lC + mD

Der Gleichgewichtsausdruck ist

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

K ist die Gleichgewichtskonstante
[A], [B], [C], [D] usw. sind die molaren Konzentrationen von A, B, C, D usw.
j, k, l, m usw. sind Koeffizienten in einer ausgeglichenen chemischen Gleichung

Faktoren, die das chemische Gleichgewicht beeinflussen

Betrachten Sie zunächst einen Faktor, der das Gleichgewicht nicht beeinflusst: Reinsubstanzen. Wenn eine reine Flüssigkeit oder ein reiner Feststoff am Gleichgewicht beteiligt ist, wird davon ausgegangen, dass sie eine Gleichgewichtskonstante von 1 hat und von der Gleichgewichtskonstante ausgeschlossen ist. Beispielsweise wird mit Ausnahme von hochkonzentrierten Lösungen angenommen, dass reines Wasser eine Aktivität von 1 aufweist. Ein anderes Beispiel ist fester Kohlenstoff, der durch die Reaktion von zwei Kohlenmonoxidmolekülen unter Bildung von Kohlendioxid und Kohlenstoff gebildet werden kann.

Faktoren, die das Gleichgewicht beeinflussen, sind:

• Die Zugabe von Reaktant oder Produkt oder eine Änderung der Konzentration beeinflusst das Gleichgewicht. Das Hinzufügen eines Reaktanten kann das Gleichgewicht in einer chemischen Gleichung nach rechts treiben, wo sich mehr Produkt bildet. Die Zugabe von Produkt kann das Gleichgewicht nach links treiben, da sich mehr Reaktanten bilden.
• Das Ändern der Temperatur verändert das Gleichgewicht. Mit zunehmender Temperatur verschiebt sich das chemische Gleichgewicht immer in Richtung der endothermen Reaktion. Eine abnehmende Temperatur verschiebt immer das Gleichgewicht in Richtung der exothermen Reaktion.
• Das Ändern des Drucks beeinflusst das Gleichgewicht. Zum Beispiel erhöht das Verringern des Volumens eines Gassystems seinen Druck, was die Konzentration sowohl der Reaktanten als auch der Produkte erhöht. Durch die Nettoreaktion wird die Konzentration der Gasmoleküle gesenkt.

Das Prinzip von Le Chatelier kann verwendet werden, um die Verschiebung des Gleichgewichts vorherzusagen, die sich aus dem Anlegen einer Spannung an das System ergibt. Das Prinzip von Le Chatelier besagt, dass eine Änderung des Gleichgewichts zu einer vorhersehbaren Verschiebung des Gleichgewichts führt, um der Änderung entgegenzuwirken. Beispielsweise begünstigt das Hinzufügen von Wärme zu einem System die Richtung der endothermen Reaktion, da dies die Wärmemenge verringert.