Gleichgewichtskonstante
Für ein allgemeines chemisches Gleichgewicht
α A + β B . . . . ⇌ σ S + τ T . . . . {\displaystyle \alpha A+\beta B...\rightleftharpoons \sigma S+\tau T... } 
Die Gleichgewichtskonstante kann definiert werden durch
K = { S } σ { T } τ . . . { A } α { B } β . . . {\a6}Displaystyle K={\frac {\a6}^{\a6}Sigma {\a6}^{\a6}...{\a6}^{\a6}^{\a6}alpha {\a6}^{\a6}Beta {\a6}...{\a6} 
wobei {A} die Aktivität der chemischen Spezies A usw. ist. (Aktivität ist eine dimensionslose Größe). Es ist üblich, die Aktivitäten der Produkte im Zähler und die der Reaktanten im Nenner zu setzen.
Für Gleichgewichte in Lösung ist die Aktivität das Produkt aus Konzentration und Aktivitätskoeffizient. Die meisten Chemiker bestimmen Gleichgewichtskonstanten in einer Lösung mit einer hohen Ionenstärke. In Lösungen mit hoher Festigkeit ändert sich der Quotient der Aktivitätskoeffizienten nur sehr wenig. Daher wird die Gleichgewichtskonstante als Konzentrationsquotient definiert:
K c = [ S ] σ [ T ] τ . . . . [ A ] α [ B ] β . . . . {\displaystyle K_{c}={\frac {{{[S]}^{\sigma }{[T]}^{\tau }...}{{{{[A]}^{\alpha }{{[B]}^{\beta }...}} ![{\displaystyle K_{c}={\frac {{[S]}^{\sigma }{[T]}^{\tau }...}{{[A]}^{\alpha }{[B]}^{\beta }...}}}](https://www.alegsaonline.com/image/4f216dd428432875aa35b0e030f67d7abb89b13a.svg)
Der Wert von Kc wird jedoch von der Ionenstärke abhängen. (Die eckigen Klammern bedeuten die Konzentration von A, B usw.)
Dies ist eine einfache Idee. In einem Gleichgewicht können sich Atome verbinden oder auseinander brechen, weil die Reaktion in beide Richtungen ablaufen kann. Damit die Reaktion funktioniert, müssen alle Teile vorhanden sein, um sich zu verbinden. Dies ist wahrscheinlicher, wenn die Reaktionspartner eine höhere Konzentration haben. Daher werden die Konzentrationen aller notwendigen Teile miteinander multipliziert, um die Wahrscheinlichkeit zu erhalten, dass sie sich für die Reaktion am gleichen Ort befinden. (Wenn die Reaktion zwei Moleküle einer bestimmten Verbindung erfordert, dann wird die Konzentration dieser Verbindung quadriert). Wenn man den umgekehrten Weg geht, werden alle Konzentrationen dieser notwendigen Stücke miteinander multipliziert, um die Wahrscheinlichkeit zu erhalten, dass sie sich am gleichen Ort befinden, um in die entgegengesetzte Richtung zu reagieren. Das Verhältnis zwischen diesen beiden Zahlen gibt an, wie populär jede Seite der Reaktion sein wird, wenn das Gleichgewicht erreicht ist. Eine Gleichgewichtskonstante von 1 bedeutet, dass beide Seiten gleich beliebt sind. Chemiker führen Experimente durch, um die Gleichgewichtskonstante verschiedener Reaktionen zu messen.
Fragen und Antworten
F: Was ist eine Gleichgewichtskonstante?
A: Eine Gleichgewichtskonstante ist eine mathematische Größe, die das Verhältnis zwischen Produkten und Reaktanten einer Reaktion im chemischen Gleichgewicht in Bezug auf eine bestimmte Einheit ausdrückt.
Q: Wie können wir eine Gleichgewichtskonstante verwenden?
A: Wir können eine Gleichgewichtskonstante verwenden, um zu verstehen, ob die Reaktion im Gleichgewicht zu einer höheren Konzentration von Produkten oder Reaktanten neigt, und um festzustellen, ob die Reaktion bereits im Gleichgewicht ist.
F: Was sind einige Beispiele für verschiedene Arten von Gleichgewichtskonstanten?
A: Dissoziationskonstanten sind ein Beispiel für verschiedene Arten von Gleichgewichtskonstanten, die die Beziehungen zwischen den Produkten und den Reaktanten einer chemischen Reaktion im chemischen Gleichgewicht in verschiedenen Einheiten angeben.
F: Was misst eine Gleichgewichtskonstante?
A: Eine Gleichgewichtskonstante misst das Verhältnis zwischen Produkten und Reaktanten bei einer chemischen Reaktion im chemischen Gleichgewicht in Bezug auf eine bestimmte Einheit.
Q: Woher wissen wir, wann eine Reaktion bereits im Gleichgewicht ist?
A: Wir können eine Gleichgewichtskonstante verwenden, um festzustellen, ob sich die Reaktion bereits im Gleichgewicht befindet.
F: Was bedeutet es, wenn etwas "im Gleichgewicht" ist?
A: Im Gleichgewicht bedeutet, dass sich die Konzentrationen im Laufe der Zeit nicht verändern - alle Komponenten bleiben im Gleichgewicht, d.h. es finden zwar Reaktionen statt, aber sie werden durch gleichzeitig stattfindende Umkehrreaktionen ausgeglichen.
