Chemická rovnováha
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOCX.
Chemická rovnováha je stav, kdy se koncentrace reaktantů ani produktů nemění. Nastane, pokud se reakční rychlosti přímé i zpětné reakce vyrovnají (v1 = v2). Této rovnováze se také říká dynamická rovnováha. Navenek se sice nic nemění (koncentrace všech složek jsou konstantní), ale v systému probíhá reakce oběma směry zároveň. Tuto skutečnost znázorňujeme v zápise chemické rovnice dvojitou oboustrannou šipkou.
Chemickou rovnováhu vyjadřujeme pomocí rovnovážné konstanty K.
Odvození rovnovážné konstanty:
aA + bBcC + dD
cC + dDaA + bB
kde a, b, c, d jsou stechiometrické koeficienty; k1 a k2 jsou rychlostní konstanty reakcí
Podle Gulberg-Waagova zákona je rychlost chemické reakce přímo úměrná součinu koncentrací (přesněji aktivit) reagujících látek.
v1 = v2
k1[A]a[B]b = k2[C]c[D]d
$$K = \frac{k_{1}}{k_{2}} = \frac{\left\lbrack C \right\rbrack^{c}\left\lbrack D \right\rbrack^{d}}{\left\lbrack A \right\rbrack^{a}\left\lbrack B \right\rbrack^{b}}$$
K > 1 – rovnováha je posunuta směrem k produktům
K < 1 – rovnováha je posunuta směrem k výchozím látkám
Rovnovážnou konstantu můžeme vyjádřit pomocí koncentrací Kc či pomocí parciálních tlaků Kp (pomocí parciálních tlaků mohu konstantu vyjádřit jen v případě, že všechny látky reagují v plynném skupenství)
Tlak (vyjádřený z rovnice ideálního plynu): p = cRT
$$K_{p} = \frac{\left( \left\lbrack C \right\rbrack\text{RT} \right)^{c}\left( \left\lbrack D \right\rbrack\text{RT} \right)^{d}}{\left( \left\lbrack A \right\rbrack\text{RT} \right)^{a}\left( \left\lbrack B \right\rbrack\text{RT} \right)^{b}}$$
Le Chatelierův princip akce a reakce
Změnou reakčních podmínek dojde k porušení rovnováhy. Po čase se ustálí nová rovnováha. Tento děj nám popisuje Le Chatelierův princip akce a reakce: „Porušení chemické rovnováhy vnějším zásahem (akcí) vyvolá děj (reakci), který směřuje ke zrušení účinku tohoto vnějšího zásahu.“
Změna koncentrace
Při zvýšení koncentrace výchozích látek se rovnováha posune k produktům (zvýší se c produktů) a naopak
Při snížení koncentrace produktů se rovnováha posune k produktům a naopak
Změna tlaku
pouze u reakcí, kde jsou veškeré reaktanty v plynné fázi a počty molů výchozích látek a produktů jsou rozdílné (musí tedy dojít ke změně látkového množství v průběhu reakce)
při zvýšení tlaku se rovnováha posune ve směru menšího počtu molů částic
při snížení tlaku se rovnováha posune ve směru menšího počtu molů částic
Změna teploty
u endotermické reakce zvýšením teploty zvýším c produktů, snížením teploty zvýším c výchozích látek
u exotermické reakce zvýšením teploty zvýším c výchozích látek, snížením teploty zvýším c produktů
Vliv katalyzátorů
Katalyzátory nemají vliv na chemickou rovnováhu, ovlivňují pouze čas, za který se rovnováha ustanoví.