Jämviktsuttrycket

Jämviktsuttrycket beskriver hur aktiva koncentrationerna (eller aktiviteterna) hos ämnena i en kemisk jämvikt förhåller sig till varandra. Det här uttrycket härleder sig ur principen att vid jämvikt är hastigheten på den framåtriktade och den bakåtriktade reaktionen lika. För en generell reaktion aA + bB ⇌ cC + dD är jämviktsuttrycket: K = (a_C)^c (a_D)^d / (a_A)^a (a_B)^b. Här betecknar a_i den kemiska ämnets aktivitet. I lösningar används ofta koncentrationer som en approximation, vilket ger K_c = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b. För gaser används partialtryck: K_p = (p_C)^c (p_D)^d / (p_A)^a (p_B)^b. Om alla ämnen är gaser gäller sambandet mellan K_p och K_c: K_p = K_c (R T)^{Δn}, där Δn = (c + d) − (a + b).

Temperaturpåverkan och tolkning av värdena är centrala: K ändras med temperaturen enligt entalpin för reaktionen. Van't Hoff-ekvationen beskriver hur K förändras med T: d(ln K)/dT = ΔH°/(R T^2). Värdet på K vid en given temperatur anger om jämvikten är dominerad av produkter eller reaktanter: K > 1 innebär att produkterna dominerar vid jämvikt; K < 1 innebär att reaktanten dominerar. Jämviktsuttrycket används för att förutsäga riktningen för ett reaktionsförlopp och för att beräkna koncentrationerna vid jämvikt för kända initiala förhållanden och K-värden.