Keemiline tasakaal
Pöörduv reaktsioon jõuab tasakaalu, kui pärid- ja vastassuunalise reaktsiooni kiirused võrdsustuvad, mistõttu kontsentratsioonid enam ei muutu, kuigi mõlemad reaktsioonid jätkuvad — ja häiring nihutab tasakaalu suunas, mis seda osaliselt tasandab.
Practise this conceptPaljud reaktsioonid ei kulge lõpuni. Saadused moodustavad uuesti lähteaineid ja saaduse kuhjudes kiireneb see vastassuunaline reaktsioon, samal ajal kui pärisuunaline aeglustub. Lõpuks kiirused ühtlustuvad ja koostis lakkab muutumast. See ongi tasakaal — ja sõna "dünaamiline" selle juures teeb tõelist tööd: miski ei ole peatunud. Molekulid reageerivad endiselt mõlemas suunas, ühesuguste kiirustega, ja just seepärast püsivad kontsentratsioonid muutumatuna.
Muutumatu ei tähenda võrdset. Tasakaalukonstant K määrab saaduste ja lähteainete suhte ning see suhe võib olla tohutu või tilluke. Reaktsioon, mille K = 10⁶, on tasakaalus peaaegu tervenisti saaduste poolel; reaktsioon, mille K = 10⁻⁶, on vaevu edasi liikunud. Lähteainete ja saaduste võrdsed kontsentratsioonid on üks võimalik tasakaal paljude seas, mitte tasakaalu definitsioon.
Häiri tasakaalus süsteemi ja see nihkub, et muutust osaliselt tasandada — Le Chatelier' printsiip. Lisa lähteainet ja süsteem tarbib osa sellest; eemalda saadust ja seda tekib juurde; tõsta gaasisegu rõhku ja tasakaal nihkub sellele poolele, kus on vähem molekule. Just see teeb tööstusliku sünteesi juhitavaks: Haberi protsess töötab kõrgel rõhul just seetõttu, et ammoniaak hõivab vähem molekule kui lämmastik ja vesinik, millest see tekib. Katalüsaator ei tee midagi sellest. See alandab aktivatsioonibarjääri mõlemas suunas sama palju, seega tasakaal saabub kiiremini, kuid jõuab täpselt samasse kohta.
Key ideas
Requires: Stöhhiomeetria
Unlocks: Adsorptsiooniisotermid, Kolloidsüsteemid ja elektrokineetilised nähtused, Faasitasakaal ja Clausiuse-Clapeyroni võrrand, Raoulti seadus ja kolligatiivsed omadused, Keemiline kineetika
Common misconceptions
- Tasakaalus on reaktsioon peatunud.
- Tasakaalus on lähteainete ja saaduste kontsentratsioonid võrdsed.
- Katalüsaator nihutab tasakaalu asendit saaduste poole.
Resources
Kuulub nende TÜ ainete hulka
See mõiste on kaardistatud järgmis(t)e Tartu Ülikooli õppekava aine(te) osaliseks kattmiseks.
- Füüsikaline keemia 1. osaLOKT.02.037
- Füüsikalise keemia praktikum ILOKT.02.041
- Keskkonnakeemia ILOKT.04.004
- Analüütilise keemia praktikum ILOKT.06.012
- Keemia alusedLOKT.07.010
- Laboritöö praktikumLTKT.01.002
- Füüsikalise keemia praktikum ILTKT.02.002
- Analüütilise keemia põhikursusLTKT.06.019