jämviktskonstanter

Jämviktskonstanter beskriver hur fördelningen mellan reaktanter och produkter vid en kemisk jämvikt är i ett givet temperaturförhållande. För en allmän reaktion aA + bB ⇌ cC + dD definieras jämviktskonstanten Keq som aktivityernas produkter delat med aktivityernas reaktanter vid jämvikt: Keq = (aC)^c (aD)^d / ((aA)^a (aB)^b). När man använder koncentrationer i stället för aktiviteter talar man ofta om koncentrationsjämviktskonstanten Kc = ([C]^c [D]^d)/([A]^a [B]^b). För gaser används vanligtvis Kp baserat på partialtryck: Kp = (PC)^c (PD)^d / ((PA)^a (PB)^b). Vid gaser är relationen mellan Kp och Kc given av Kp = Kc (RT)^Δn, där Δn = (c + d) − (a + b) för gasformiga ämnen.

Jämviktskonstanter är temperaturberoende och speglar den thermodynamiska drivkraften hos en reaktion vid den givna temperaturen. Förändringar i temperatur ändrar jämviktsfördelningen enligt termodynamikens lagar. Den standarda Gibbs energin ΔG° är kopplad till Keq via ΔG° = −RT ln Keq. Om Keq > 1 dominerar produkter vid jämvikt, och om Keq < 1 dominerar reaktanter. För kända system används ofta ökända specifika olika konstantvärden, exempelvis vattenets joniska jämvikt Kw = [H+][OH−], syrors dissociation Ka = [H+][A−]/[HA], basers dissociation Kb och löslighetsprodukten Ksp för svårlösliga föreningar.

Användningsområden inkluderar beräkningar av jämviktsdensitet i lösningar, beräkning av koncentrationer vid given startvolym, samt förståelse av hur förändringar i koncentration, tryck och temperatur påverkar kemiska system inom kemi, biokemi och industriell processteknik.