Kjemisk likevekt

Kjemisk likevekt er en tilstand for reversible (at de to motsatte reaksjonene er spontane samtidig) kjemiske reaksjoner der reaksjonshastigheten for stoffene som reagerer er like stor i begge retninger. Konsentrasjonen av stoffene i en kjemisk likevekt er konstant mens bindingene endres. For å oppnå likevekt må reaksjonen skje i et lukket eller et isolert system.

Ved en kjemisk likevekt er alle stoffene som deltar i den reversible reaksjonen, utgangsstoffer som produkter, til stede samtidig. Konsentrasjonen av de enkelte stoffene i den kjemiske reaksjonen er konstant, fordi de to motsatt rettede reaksjonene skjer med samme hastighet begge veiene. Det er dette vi kaller dynamisk likevekt.

En likevektreaksjon skrives ofte slik.

$p\mathrm{A}+q\mathrm{B}$ Mal:Unicode $r\mathrm{C}+s\mathrm{D}$

Konsentrasjonen av stoffene må oppfylle ligningen

$\frac{{\left[\mathrm{C}\right]}^r{\left[\mathrm{D}\right]}^s}{{\left[\mathrm{A}\right]}^p{\left[\mathrm{B}\right]}^q}=K$

som uttrykker massevirkningsloven. Konstanten K er likevektskonstanten som i alminnelighet kan variere med temperaturen.

Likevekten er homogen når alle stoffene i er i samme aggregattilstand, det vil si i gassfase (g), fast stoff (s) eller flytende form (ℓ). Et eksempel er reaksjonen Mal:Nowrap.

Ved heterogen likevekt vil minst reaktantene opptre i minst to forskjellig aggregattilstander, som for eksempel ved reaksjonen Mal:Nowrap.

I henhold til Le Chateliers prinsipp vil enhver kjemisk reaksjon søke å oppnå likevekt. Dersom reaksjonsblandingen kommer ut av likevekt, vil den innstille seg slik at den igjen kommer i likevekt.

Eksempel

En kjent likevektsreaksjon opptrer ved produksjon av ammoniakk. Prosessen er ved likevekt beskrevet ved ligningen Mal:Nowrap hvor N₂ angir konsentrasjonen av nitrogengass, H₂ hydrogengass og NH₃ er konsentrasjoen av amoniakk. Dette er en homogen likevekt da både reaktantene og produktene er alle i gassfase. Likevektskonstanten i er her gitt ved

$K=\frac{{\left[{\text{NH}}_3\right]}^2}{\left[{\text{N}}_2\right]\cdot {\left[{\text{H}}_2\right]}^3}$

og vil endres dersom temperaturen i likevektssystemet forandres.

Litteratur

• Mal:Kilde bok
• Mal:Kilde bok