jämviktskoncentrationer

Jämviktskoncentrationer är de koncentrationer hos de ämnen som deltar i ett reversibelt kemiskt system när systemet har nått dynamisk jämvikt. Vid jämvikt är hastigheten för den framåtriktade reaktionen lika stor som hastigheten för den bakåtriktade, vilket gör att koncentrationerna inte ändras med tiden även om molekyler fortsätter att omvandlas konstanten är temperaturberoende.

För en generell reaktion aA + bB ⇌ cC + dD används jämviktskonstanten Kc för lösningar: Kc = [C]^c [D]^d / ([A]^a [B]^b). För gaser används partialtryck och Kp, där sambandet mellan Kp och Kc ges av Δn_gas = (c + d) − (a + b) och Kp = Kc (RT)^Δn_gas. Jämviktskonstanterna ökar eller minskar med temperatur och speglar systemets favorisering av produkter respektive reaktanter vid den givna temperaturen.

Jämviktskoncentrationerna påverkas främst av temperaturen. Katalysatorer påverkar inte jämviktsläget (jämviktskonstanten) utan bara hur snabbt jämvikten uppnås. Tryck och volym har särskild betydelse för gaser där Δn_gas ändras när reaktionen går mot produkter eller reaktanter.

Man kan beräkna jämviktskoncentrationerna med en ICE-tabell (Initial, Change, Equilibrium) och användning av massverkningar. Exempel: A2 + B2 ⇌ 2AB med initiala [A2]0 = [B2]0 = 1,0 M och Kc = 4,0. Om x mol reagerar blir [A2] = [B2] = 1−x och [AB] = 2x; 4 = (2x)^2 / (1−x)^2, vilket ger x = 0,5. Vid jämvikt är då [A2] = [B2] = 0,5 M och [AB] = 1,0 M.