Cheminė pusiausvyra

Cheminė pusiausvyra - tai sąlyga vykstant grįžtamai cheminei reakcijai, kai nelieka jokių reaktyviųjų medžiagų ir produktų kiekio pokyčių. Grįžtamoji cheminė reakcija yra tokia, kai produktai, kai tik jie susidaro, reaguoja ir gauna originalius reagentus. Pusiausvyros metu dvi priešingos reakcijos vyksta vienodais greičiais arba greičiais, taigi, dalyvaujančių medžiagų kiekis nekinta. Šiuo metu reakcija gali būti laikoma baigta; y., esant tam tikroms reakcijos sąlygoms, buvo pasiektas maksimalus reagentų pavertimas produktais.

skystis: pusiausvyros savybės

Kiekybinis skysčio tirpalo savybių aprašymas, kai sistema yra pusiausvyroje, pateikiamas susiejus garų slėgį

Pusiausvyros sąlygoms gali būti pateikta kiekybinė formuluotė. Pavyzdžiui, esant grįžtamai reakcijai A ⇋ B + C, reakcijos į dešinę greitis, r ₁, pateikiamas matematiniu išrašu (pagrįstu masės veikimo dėsniu) r ₁ = k ₁ (A), kur k ₁ yra reakcijos greičio konstanta, o skliausteliuose esantis simbolis žymi A koncentraciją. Reakcijos į kairę greitis, r ₂, yra r ₂ = k ₂ (B) (C). Pusiausvyroje r ₁ = r ₂, todėl:

Indeksas e rodo pusiausvyros sąlygas. Tam tikroje reakcijoje, esant tam tikroms temperatūros ir slėgio sąlygoms, pusiausvyroje esančių produktų ir reagentų kiekių santykis, kiekvienas padidintas iki jų atitinkamų galių, yra konstanta, žymima reakcijos pusiausvyros konstanta ir žymima simboliu. K. Pusiausvyros konstantos vertė kinta priklausomai nuo temperatūros ir slėgio pagal Le Chatelier principą (žr. Le Chatelier, Henry-Louis).

Statistinės mechanikos ir cheminės termodinamikos metodais galima parodyti, kad pusiausvyros konstanta yra susijusi su termodinaminio dydžio pokyčiu, vadinamu standartine Gibbs'o laisva energija, lydinčia reakciją. Standartinė Gibbs laisvoji reakcijos energija, ΔG °, kuri yra skirtumas tarp standartinių laisvųjų gaminių ir reagentų energijos sumų skirtumo, yra lygi pusiausvyros konstantos neigiamam natūraliam logaritmui, padaugintam iš vadinamosios dujų konstanta R ir absoliuti temperatūra T:

Ši lygtis leidžia apskaičiuoti pusiausvyros konstantą arba pusiausvyroje esančių produktų ir reagentų santykinius kiekius iš išmatuotų ar išvestinių standartinių laisvųjų medžiagų energijų verčių.