Costante di equilibrio

Per un equilibrio chimico generale

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

la costante di equilibrio può essere definita da

K = { S } σ { T } τ . { A } α { B } β . . . ...in stile K=frac... $K={\frac {{\{S\}}^{\sigma }{\{T\}}^{\tau }...}{{\{A\}}^{\alpha }{\{B\}}^{\beta }...}}$

dove {A} è l'attività della specie chimica A, ecc. (l'attività è una quantità adimensionale). È convenzionale mettere le attività dei prodotti nel numeratore e quelle dei reagenti nel denominatore.

Per gli equilibri in soluzione, l'attività è il prodotto della concentrazione e del coefficiente di attività. La maggior parte dei chimici determina le costanti di equilibrio in una soluzione con un'elevata forza ionica. Nelle soluzioni ad alta resistenza, il quoziente dei coefficienti di attività cambia molto poco. Quindi, la costante di equilibrio è definita come quoziente di concentrazione:

K c = [ S ] σ [ T ] τ . . . . [ A ] α [ B ] β . . . . ... K_{\an8}{\an8}{\an8} $K_{c}={\frac {{[S]}^{\sigma }{[T]}^{\tau }...}{{[A]}^{\alpha }{[B]}^{\beta }...}}$

Tuttavia, il valore di Kc dipenderà dalla forza ionica. (Le parentesi quadre indicano la concentrazione di A, B e così via).

Questa è un'idea semplice. In equilibrio, gli atomi possono combinarsi o separarsi perché la reazione può funzionare in entrambe le direzioni. Perché la reazione funzioni, tutte le parti devono essere presenti per combinarsi. Questo è più probabile che ciò accada se i reagenti hanno una concentrazione più alta. Quindi, le concentrazioni di tutti i pezzi necessari vengono moltiplicate insieme per ottenere la probabilità che siano nello stesso posto per la reazione. (Se la reazione richiede due molecole di un particolare composto, allora la concentrazione di quel composto è al quadrato). Andando nell'altro senso, tutte le concentrazioni di quei pezzi necessari vengono moltiplicate insieme per ottenere la probabilità che si trovino nello stesso posto per reagire nella direzione opposta. Il rapporto tra questi due numeri rappresenta quanto sarà popolare ogni lato della reazione quando si raggiungerà l'equilibrio. Una costante di equilibrio di 1 significa che entrambi i lati sono ugualmente popolari. I chimici eseguono esperimenti per misurare la costante di equilibrio di varie reazioni.

Domande e risposte

D: Che cos'è una costante di equilibrio?

R: Una costante di equilibrio è una quantità matematica che esprime la relazione tra i prodotti e i reagenti di una reazione all'equilibrio chimico rispetto a un'unità specifica.

D: Come possiamo utilizzare una costante di equilibrio?

R: Possiamo usare una costante di equilibrio per capire se la reazione tende ad avere una concentrazione maggiore di prodotti o reagenti all'equilibrio, oltre a determinare se la reazione è già all'equilibrio.

D: Quali sono alcuni esempi di diversi tipi di costanti di equilibrio?

R: Le costanti di dissociazione sono un esempio di diversi tipi di costanti di equilibrio che forniscono relazioni tra i prodotti e i reagenti di una reazione chimica all'equilibrio chimico in termini di unità diverse.

D: Cosa misura una costante di equilibrio?

R: Una costante di equilibrio misura la relazione tra i prodotti e i reagenti di una reazione chimica all'equilibrio chimico rispetto a un'unità specifica.

D: Come facciamo a sapere quando una reazione è già all'equilibrio?

R: Possiamo usare una Costante di Equilibrio per determinare se la reazione è già in Equilibrio.

D: Cosa significa che qualcosa è "all'equilibrio"?

R: All'equilibrio significa che non c'è un cambiamento netto nelle concentrazioni nel tempo - tutti i componenti rimangono in equilibrio, quindi le reazioni avvengono ma sono bilanciate da reazioni inverse che avvengono contemporaneamente.