Dinamikus egyensúly

Egyensúlyi állapot kialakulása. M_A Az A anyag tömege, R pedig az A illetve a B anyag átalakulásának sebessége

Dinamikus egyensúlynak nevezzük azt az állapotot, amelyben valamely megfordítható folyamat oda- és visszaalakulási sebessége megegyezik. Ekkor makroszkopikusan szemlélve a rendszert sem kvalitatív, sem kvantitatív változást nem tapasztalunk, miközben mikroszkopikusan az ellentétes irányú elemi folyamatok szüntelenül végbemennek. A dinamikus egyensúly ideális állapotnak tekinthető, hiszen a természetben az apró, perturbáló hatásoknak köszönhetően tulajdonképpen semmilyen dinamikus rendszer sem lehet makroszkopikusan nyugalomban.

Bővebben

A kémiai reakciók lehetnek irreverzibilisek (nem megfordíthatóak) és reverzibilisek (megfordíthatóak), például: $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2{\phantom{A}}_{(\mathrm{g})}+\mathrm{I}{\phantom{A}}_2{\phantom{A}}_{(\mathrm{g})}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}2\mathrm{H}\mathrm{I}{\phantom{A}}_{(\mathrm{g})}$. Mivel az ellentétes irányú reakciók sebessége egyenlő, ezért $v_1=v_{-1}$.

$v_1=k_1\cdot [{\text{H}}_2]\cdot [{\text{I}}_2]$,

ahol a $k_1$ a reakciósebességi állandó.

$v_{-1}=k_{-1}\cdot [\text{HI}]\cdot [\text{HI}]=k_{-1}\cdot [\text{HI}{]}^2$

Tehát időegység alatt ugyanannyi termék képződik, mint amennyi visszaalakul.

$k_1\cdot [{\text{H}}_2]\cdot [{\text{I}}_2]=k_{-1}\cdot [\text{HI}{]}^2$

$\frac{k_1}{k_{-1}}=\frac{[\text{HI}{]}^2}{[{\text{H}}_2]\cdot [{\text{I}}_2]}$

Két állandó hányadosa is állandó, ezért az egyensúlyi állandó $K=\frac{[\text{HI}{]}^2}{[{\text{H}}_2]\cdot [{\text{I}}_2]}$. Az egyensúlyi állandó egyenlő a termékek megfelelő hatványon vett egyensúlyi koncentrációinak szorzata és a kiindulási anyagok egyensúlyi koncentrációinak megfelelő hatványon vett szorzatának hányadosával.

Az egyensúlyi állandó kiszámítása

Az A + 2B ⇌ C reakcióegyenletben, ha 3-3 mol/dm³ koncentrációjú A és B anyagból kiindulva az A anyag 10%-a alakul át, akkor az egyensúlyi állandó kiszámításának a módja:

	A	+	2B	⇌	C
K:	3		3		−
R:	0,3		0,6		0,3
E:	2,7		2,4		0,3

ahol

• K: a kezdeti (kiindulási) koncentráció (mol/dm³-ben);
• R: a reakcióban részt vevő és keletkező anyagok koncentrációja;
• E: az egyensúlyi koncentráció.

Az egyensúlyi állandó így:

$K=\frac{[\text{C}]}{[\text{A}]\cdot [\text{B}{]}^2}=\frac{0,3}{2,7\cdot 2,4^2}=0,0193$

Lásd még

• Egyensúlyi reakciók

További információk

• A kémiai egyensúly törvényeinek általánosítása