Ligevægtskonstant

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

Beskrivelse med koncentrationerRediger

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]

EksempelRediger

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]

UdledningRediger

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:

 

KildehenvisningerRediger

  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.