Kemisk ligevægt

Helt kort
Kemisk ligevægt beskriver en situation hvor en reaktion står ”stille”. Koncentrationen af de forskellige reaktanter/produkter flytter sig ikke. Reaktionen går lige så meget frem som den går tilbage.

Vigtige begreber: kemisk ligevægt, koncentration, reaktionsbrøk, dynamisk ligevægt, ligevægtsblanding.

Eksempel

Blanding af DiIod og dihydrogen

|_| -H2(g) og I2 (g)

 H2(g) + I2 (g) = 2HI(g)  (stærk syre)

Det specielle ved denne reaktion ses hvis der tegnes en kurve over koncentrationen over de forskellige stoffer.

Kurven over dihydrogen vil gå nedad og flade ud

- Det vil altså sige at der altid vil være dihydrogen tilbage. Det hele bliver ikke forbrugt.

Kurven over DiIod vil se ligesådan ud ( hver gang der bliver forbrugt én H bliver der også forbrugt én I)

Kigger vi derimod på HI stiger denne dobbelt så hurtigt som H og I falder. Den vil krydse de andre og derefter flade ud.

Derfra hvor kurven flader ud for alle tre siger man at der er indtrådt ligevægt.

Ligevægtsbetingelser

·         Der sker ikke længere nogen ændring i koncentrationerne.

·         Reaktionen er gået ”i stå”

·         Reaktionen er begyndt at gå lige så hurtigt den anden vej

·         ”Reaktionsbrøken” = Y= [produkter] / [produkter] = konstant

·         
Hvis brøken = K er reaktionen konstant

o   Bemærk at K afhænger af temperaturen og hver reaktion har sin egen konstant.

o   K bliver mindre når T vokser

Ser vi igen på eksemplet fra før:

|_| H2(g) + I2 (g) + 2HI(g) 

Nu indeholder beholderen altså alle tre gasser.

Reaktionen kan godt gå baglæns à således at to HI-molekyler støder sammen og  går far hinanden igen for at danne I og H.

Derfor flader kurverne ud.

I starten vil der ikke være ret meget 2HI der kan støde sammen og lave dihydrogen og diIod men efterhånden som der bliver dannet mere 2HI vil den modsatte reaktion gå hurtigere og hurtigere og de to reaktioner modvirker hinanden (ligevægt)

H2(g) + I2 (g) <=> 2HI(g)

Når reaktionerne har den samme hastighed kan vi ikke længere observere nogen ændring.

Man kan illustrere det som et supermarkede hvor der går mange mennesker ind om morgenen. Til starte med kommer der mange ind men efterhånden kommer der også nogen ud. Når der går lige mange ind og ud er der ligevægt – der er et stabilt antal mennesker derinde det er bare ikke de samme mennesker.

Derfor kalder man det for en dynamisk ligevægt da der hele tiden sker noget selvom der er ligevægt

I en ligevægtsblanding (en blanding der er nået ligevægt) ved vi at Y = K

Øger man temperaturen (varmer beholderen) til 490,6 C bliver K mindre end før. Nu er der ikke ligevægt længere for K er stadig = 54,4 men ved denne temperatur skal K være 45,8.

For igen at nå til et ligevægtspunkt skal HI være mindre og H og I skal være større. Der skal altså laves noget HI til H og I.