tasapainoreaktiosta

Tasapainoreaktio tarkoittaa kemiallista reaktiota, jossa sekä eteenpäin että taaksepäin tapahtuvat reaktiot etenevät yhtä nopeasti. Tämän seurauksena järjestelmä saavuttaa dynamiikan perustuvan tasapainon: vaikka molemmat suunnat jatkuvat, kokonaispitoisuudet pysyvät käytännössä vakiona suljetussa tilassa.

Tasapainoa kuvataan tasapainovakiolla K, jonka muoto riippuu käytetystä mittayksiköstä. Kc kuvaa konsentraatioihin perustuvaa vakioa, esimerkiksi Kc = [tuotteet]^ν / [lähtöaineet]^ν. Kp puolestaan käyttää osapaineita. Kun tasapainossa olevan reaktion eteenpäin- ja taaksepäin nopeat ovat yhtä suuret, ΔG on kyseisillä olosuhteilla nolla ja ΔG° = -RT ln K.

Lämpötilan vaikutuksesta tasapainovakio muuttuu. Van't Hoffin laki kuvaa, miten K muuttuu lämpötilan funktiona: d ln K/dT = ΔH°/(R T^2). Tämän vuoksi reaktioiden tasapainot siirtyvät lämpötilan muuttuessa; exothermisen reaktion vakio laskee lämpötilan noustessa, endothermisen kasvaa.

Le Châtelierin periaate sanoo, että kun järjestelmää muuttaa pitoisuuksilla, paineella tai lämpötilalla, tasapaino siirtyy vastustamaan muutosta. Esimerkiksi lisäyksen tuotteelle tasapaino siirtyy kohti lähtöaineita; kaasujen paineen kasvaessa tasapaino siirtyy siihen suuntaan, jossa kaasumolekyylien määrä on pienempi. Tasapainon ymmärtäminen on olennaista teollisissa synteissä, liuosten laadun hallinnassa sekä hapon- ja emästabiliteettien analysoinnissa.