Ligevægtskonstant

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning

Ligevægtskonstanten () er en størrelse, der beskriver en opløsning ved kemisk ligevægt. Skønt det er en forsimpling, udtrykkes ligevægtskonstanten ofte ved brug af koncentrationer.

Beskrivelse med koncentrationer[redigér | redigér wikikode]

For en reaktion hvor stofferne A og B reagerer og danner S og T, vil der på et tidspunkt indfinde sig en ligevægt. Reaktionen kan skrives som:

hvor , , og er de støkiometriske koefficienter, og (aq) angiver, at stofferne er opløste i vand. Ved ligevægt er forholdet mellem koncentrationerne givet ved ligevægtskonstanten:

Klammerne [] angiver, at det er koncentration.[1]

Eksempel[redigér | redigér wikikode]

Et simpelt eksempel er hydrogenchlorid (HCl) opløst i vand, hvilket giver saltsyre. HCl vil reagerer med vandet og danne hydronium () samt chlorid (). Reaktionen skrives:

hvor l angiver, at vandet er på væskeform.

Ligevægtskonstanten kaldes i dette tilfælde også syrestyrkekonstanten () og er givet ved:

Syrestyrkekonstanten for denne reaktion er:

hvilket svarer til, at stort set al HCl dissocierer. Saltsyre er således en stærk syre.[2]

Udledning[redigér | redigér wikikode]

Udtrykket for syrekonstanten kan udledes ved at betragte en opløsning bestående af reaktanterne A og B. Kun hvis de støder sammen, vil de kunne reagere og danne produkterne S og T. Sandsynligheden for at finde A på et bestemt sted i opløsningen må være proportional med koncentrationen [A] og tilsvarende for B.

Sandsynligheden for at A og B mødes er derfor proportional med de to koncentrationer ganget sammen: [A][B]. Skal 2 A reaktanter bruges i reaktionen må [A] ganges på to gange, dvs. [A][B]. For generelle støkiometriske koefficienter gælder det altså, at reaktionshastigheden er:

hvor er en konstant. Reaktionshastigheden i den modsatte retning må have en tilsvarende relation:

hvor også er en konstant. Dette er massevirkningsloven. Både og regnes her som positive. Hvis vand indgår i reaktionen, og den foregår i en vandig opløsning, bidrager vand blot med en faktor 1, da der er vand overalt.

I ligevægt ændrer koncentrationerne sig ikke, og de to hastigheder må derfor være lige store:

Konstanterne kan nu isoleres:

hvilket er den ønskede ligning:[1]

hvor brøken på venstre side defineres som ligevægtskonstanten:

Kildehenvisninger[redigér | redigér wikikode]

  1. ^ a b "The Equilibrium Constant", courses.lumenlearning.com, Lumen Learning, hentet 27. april 2019. 
  2. ^ "Strength of Acids", courses.lumenlearning.com, Lumen Learning, hentet 27. april 2019.