14.2 : Denge Sabiti

Kükürt dioksitin oksidasyonunu düşünün:

Yalnızca reaktanların bir karışımıyla başlayan bir reaksiyon için, ürün konsantrasyonu başlangıçta sıfıra eşittir. Reaksiyon ileri yönde dengeye doğru ilerlerken, reaktan konsantrasyonları azalır ve ürün konsantrasyonu artar. Denge sağlandığında, reaktanların ve ürünlerin konsantrasyonları sabit kalır.

Reaksiyon sadece mevcut ürünlerle başlarsa, reaksiyon ters yönde dengeye doğru ilerler. Ürün konsantrasyonu zamanla azalır ve dengede konsantrasyonlar sabit hale gelene kadar reaktan konsantrasyonları artar.

Kütle etkisi yasası, ürün konsantrasyonunun, ilgili stokiyometrik katsayılarına yükseltilen dengede reaktanların konsantrasyonuna oranının, denge sabiti K ya da K_c denilen bir sabite eşit olduğunu belirtir.

Bu nedenle, yukarıdaki reaksiyon için denge sabiti ifadesi şu şekilde yazılır:

burada, ‘c’ alt simgesi, denge sabitinin, reaktanların ve ürünlerin molar konsantrasyonunu dikkate aldığını belirtir.

Denge sabitinin büyüklüğü, açıkça dengede bir reaksiyon karışımının bileşimini yansıtır. Büyük bir K sergileyen bir reaksiyon, reaktanın çoğu ürüne dönüştürüldüğünde dengeye ulaşacaktır, oysa küçük bir K , reaksiyonun çok az reaktan dönüştürüldükten sonra dengeye ulaştığını gösterir. K 'nin büyüklüğünün dengeye ne kadar hızlı veya yavaş ulaşılacağını göstermediğini unutmamak önemlidir. Bazı dengeler o kadar hızlı kurulur ki neredeyse anlık olur ve diğerleri o kadar yavaş kurulur ki günler, yıllar veya daha uzun süre boyunca hiçbir algılanabilir değişiklik gözlenmez. Bir reaksiyon için denge sabiti, reaktanlarını ve / veya ürünlerini içeren karışımların davranışını tahmin etmek için kullanılabilir. Yukarıda açıklanan kükürt dioksit oksidasyon işleminin gösterdiği gibi, dengeyi sağlamak için gereken yönde kimyasal bir reaksiyon ilerleyecektir.

Birleştirilmiş Denge

Birçok denge sistemi, ortak olarak bir veya daha fazla reaktan veya ürün türüne sahip olan iki veya daha fazla birleştirilmiş denge reaksiyonu içerir. Birleştirilmiş dengeleri içeren bir sistem için K değeri, tek tek reaksiyonların K değerleriyle ilişkili olabilir. Aşağıda açıklandığı gibi, bu yaklaşımda üç temel manipülasyon söz konusudur:

Bir kimyasal denklemin yönünü değiştirmek, esasen “reaktanlar” ve “ürünlerin” kimliklerini değiştirir ve bu nedenle tersine çevrilmiş denklem için denge sabiti, ileri denklem için olanın basitçe tersidir.

Bir denklemdeki stokiyometrik katsayıların, bir faktör x ile değiştirilmesi, aynı faktör kadar denge sabitinde üstel bir değişikliğe neden olur.

İki veya daha fazla denge denkleminin toplanması, denge sabiti reaksiyonun K değerlerinin matematiksel ürünü olan genel bir denklem verir.

Heterojen Denge için Denge Sabiti İfadesi

İki veya daha fazla farklı fazdaki reaktanları ve ürünleri içeren heterojen denge için, aşağıdaki örnekte gösterildiği gibi, saf katıların veya saf sıvıların konsantrasyonları denge sabiti ifadesine dahil edilmez:

Bunun nedeni, saf sıvılar ve saf katılar için bağıl konsantrasyonların reaksiyon sırasında sabit kalmasıdır.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 13.2 Equilibrium Constants.