Chemická rovnováha je stav, ke kterému dochází, když koncentrace reakčních složek a produkty účastnící se chemické reakce nevykazují v průběhu času žádnou čistou změnu. Chemická rovnováha může být také nazývána „reakce v ustáleném stavu“. To neznamená chemická reakce se nutně přestalo objevovat, ale že spotřeba a tvorba látek dosáhly vyváženého stavu. Množství reaktantů a produktů dosáhlo konstantního poměru, ale téměř nikdy nejsou stejná. Může existovat mnohem více produktu nebo mnohem reaktivnější.
Dynamická rovnováha
Dynamická rovnováha nastává, když chemická reakce pokračuje, ale řada produktů a reakčních složek zůstává konstantní. Toto je jeden druh chemické rovnováhy.
Psaní rovnovážného výrazu
rovnovážný výraz Pro chemickou reakci lze vyjádřit koncentraci produktů a reakčních složek. Pouze chemické druhy ve vodné a plynné fázi v rovnovážném výrazu protože koncentrace kapalin a pevných látek se nemění. Pro chemickou reakci:
jA + kB → lC + mD
Rovnovážný výraz je
K = ([C]l[D]m) / ([A]j[B]k)
K je rovnovážná konstanta
[A], [B], [C], [D] atd. jsou molární koncentrace A, B, C, D atd.
j, k, l, m atd. jsou koeficienty ve vyvážené chemické rovnici
Faktory ovlivňující chemickou rovnováhu
Nejprve zvažte faktor, který neovlivňuje rovnováhu: čisté látky. Pokud je v rovnováze zapojena čistá kapalina nebo pevná látka, má se za to, že má rovnovážnou konstantu 1 a je z rovnovážné konstanty vyloučena. Například s výjimkou vysoce koncentrovaných roztoků se čistá voda považuje za aktivitu 1. Dalším příkladem je pevný uhlík, který může být tvořen reakcí dvou molekul oxidu uhelnatého v karbomu za vzniku oxidu uhličitého a uhlíku.
Mezi faktory, které ovlivňují rovnováhu, patří:
- Přidání reaktantu nebo produktu nebo změna koncentrace ovlivňuje rovnováhu. Přidání reakčního činidla může řídit rovnováhu doprava v chemické rovnici, kde se tvoří více produktů. Přidání produktu může řídit rovnováhu doleva, protože se tvoří více reaktivní složky.
- Změna teploty mění rovnováhu. Zvyšující se teplota vždy posune chemickou rovnováhu ve směru endotermické reakce. Snížení teploty vždy posune rovnováhu ve směru exotermické reakce.
- Změna tlaku ovlivňuje rovnováhu. Například snížení objemu plynového systému zvyšuje jeho tlak, což zvyšuje koncentraci reakčních složek a produktů. Síťová reakce sníží koncentraci molekul plynu.
Le Chatelierův princip mohou být použity k predikci posunu v rovnováze vyplývající z působení stresu na systém. Le Chatelierův princip uvádí, že změna rovnovážného systému způsobí předvídatelný posun rovnováhy, který bude působit proti změně. Například přidání tepla do systému zvýhodňuje směr endotermické reakce, protože to bude působit na snížení množství tepla.