Echilibrul chimic în reacțiile chimice

Echilibrul chimic este condiția care apare atunci când concentrația reactanților și a produselor care participă la o reacție chimică nu prezintă nicio schimbare netă în timp. Echilibrul chimic poate fi denumit și „reacție în stare de echilibru”. Aceasta nu înseamnă că reacția chimică a încetat în mod necesar să se producă, ci că consumul și formarea substanțelor au ajuns la o condiție echilibrată. Cantitățile de reactanți și produse au obținut un raport constant, dar acestea nu sunt aproape niciodată egale. Poate exista mult mai mult produs sau mult mai reactiv.

Echilibru dinamic

Echilibrul dinamic apare atunci când reacția chimică continuă să continue, dar un număr de produse și reactanți rămân constanți. Acesta este un tip de echilibru chimic.

Scrierea expresiei echilibrului

expresie de echilibru pentru o reacție chimică poate fi exprimată în termeni de concentrație a produselor și reactanților. Doar speciile chimice din fazele apoase și gazoase sunt incluse în expresia de echilibru, deoarece concentrațiile de lichide și solide nu se modifică. Pentru reacția chimică:

jA + kB → lC + mD

Expresia de echilibru este

K = ([C]^L[D]^m) / ([A]^j[B]^k)

K este constanta de echilibru
[A], [B], [C], [D] etc. sunt concentrațiile molare ale A, B, C, D etc..
j, k, l, m etc. sunt coeficienții într-o ecuație chimică echilibrată

Factorii care afectează echilibrul chimic

În primul rând, luați în considerare un factor care nu afectează echilibrul: substanțele pure. Dacă un lichid pur sau solid este implicat în echilibru, se consideră că are o constantă de echilibru de 1 și este exclus din constanta de echilibru. De exemplu, cu excepția soluțiilor puternic concentrate, apa pură este considerată a avea o activitate de 1. Un alt exemplu este carbonul solid, care se poate forma prin reacția a două molecule de monoxid de carbon pentru a forma dioxid de carbon și carbon.

Factorii care afectează echilibrul includ:

• Adăugarea reactantului sau produsului sau modificarea concentrației afectează echilibrul. Adăugarea reactantului poate conduce echilibrul la dreapta într-o ecuație chimică, unde se formează mai multe produse. Adăugarea produsului poate conduce echilibrul la stânga, deoarece se formează mai multe reactante.
• Modificarea temperaturii modifică echilibrul. Creșterea temperaturii schimbă întotdeauna echilibrul chimic în direcția reacției endotermice. Scăderea temperaturii schimbă întotdeauna echilibrul în direcția reacției exotermice.
• Modificarea presiunii afectează echilibrul. De exemplu, scăderea volumului unui sistem de gaze crește presiunea acestuia, ceea ce crește concentrația atât a reactanților, cât și a produselor. Reacția netă va vedea scăderea concentrației de molecule de gaz.

Principiul lui Le Chatelier poate fi folosit pentru a prezice schimbarea echilibrului rezultat din aplicarea unui stres asupra sistemului. Principiul lui Le Chatelier afirmă că o schimbare a unui sistem în echilibru va determina o schimbare previzibilă în echilibru pentru a contracara schimbarea. De exemplu, adăugarea de căldură într-un sistem favorizează direcția reacției endotermice, deoarece acest lucru va acționa pentru a reduce cantitatea de căldură.