Ligevægt og kinetik?

Du gør dig nogle rigtig gode tanker, men pas på du ikke kommer på vildspor :-) Vi skal først have nogle specifikationer på plads: Er det en homogen blanding? Er beholderen lukket og isoleret?

Når en reaktion sker, vil den forløbe indtil der er en bestemt koncentration af stofferne - den kan jo ikke bliver ved i det uendelige (med mindre K er ekstremt stor eller ekstremt lille - så kan man jo vente i millioner af år!). Når ligevægten er nået, sker reaktionen i begge retninger lige hurtigt - ellers ville ligevægstkonstanten jo ikke være konstant. At K er konstant betyder dog ikke, at man ikke kan ændre på koncentrationerne: (2+2)/2 er jo fx det samme som (1+3)/2.

Lad os sige at alle stofferne i tankeeksperimentet er i gasfase?

Der fremgår af reaktionsskemaet, at der (hvis vi ser bort fra dine procenter) er 3 ækvivalente mol på venstre side mod 2 mol på højre side. Når molekylerne er i gasfase antager vi, at molekylerne ikke i sig selv fylder noget, eller påvirker hinanden med kræfter (det gør vi i idealgasligningen). Lad os starte med det eksempel, hvor partiklerne er i en ballon, eller et bevægeligt stempel (pointen er her, at volumen er variabelt). Ligevægten vil her afhænge af volumen. Hvis vi presser stemplet sammen, så bliver trykket derinde større, og der er ikke længere plads til så mange partikler. Altså kommer der flere % af højresiden, hvor der kun var 2 ækvivalente mol. Hvis vi derimod gør trykket mindre derinde, ved at trække i stemplet, får partiklerne pludselig god plads, og der er ikke ligeså stor sandsynlighed for at H₂ og O₂ støder ind i hinanden og reagerer. Ligevægten bliver nu forskudt mod venstre.

Vi kan også sænke temperaturen: igen er der mindre sandsynlighed for at H₂ og O₂ støder sammen, hvilket forskyder reaktionen mod venstre. Øger vi temperaturen, øger vi også trykket, og reaktionen forskydes mod højre, hvor der ikke er så mange partikler.

Det er alt sammen en konsekvens af idealgasligningen som er givet ved:

Ligevægten afhænger altså af mange faktorer, nemlig faktorerne p, V, n og T. Selvfølgelig afhænger den også af ligevægtskonstanten K og dermed aktiveringsenergien Ea. Disse fortæller netop hvor stor sandsynligheden er for at der dannes et produkt, når to molekyler støder sammen. Hvis aktiveringsenergien for reaktionen er meget stor, så er det ikke sikkert at der sker noget når vi blander H₂ og O₂ i en beholder, selvom vi varmer på det og puster på det. Der kan man måske bruge en katalysator, som jo sænker aktiveringsenergien for reaktionen.

Arh, jeg forstår nu - mange tak for en god forklaring! :-) Men kan man så ikke også sige, at kinetikken er afgørende for, hvor forskudt f.eks. højresiden bliver? Og kinetik har vel også noget med temperatur at gøre? Så alt i alt afhænger det af kinetik, ligevægstkonstanten (self.) og volumen (eller hører det også ind under kinetik? Har ikke så godt styr på kinetik endnu) samt aktiveringsenergien.

Altså, temperaturen er et udtryk for summen af den kinetiske energi for partiklerne.

Men når vi taler kinetik i kemi mener vi ofte reaktionekinetik snarere end partiklernes kinetiske energi. Reaktionskinetik beskrives hvor hurtigt en reaktion forløber, dvs. hvor lang tid det tager at nå en ligevægt, og det har selvfølgelig noget at gøre med temperatur, aktiveringsenergi osv., men når ligevægten er nået, er vi sådan set ligeglade med reaktionshastigheden. Reaktionshastigheden påvirker altså ikke umiddelbart ligevægten, men partiklernes kinetiske energi kan gøre det. Dvs., hvis vi øger temperaturen, øger vi jo trykket og forskyder ligevægten, men jeg kan ikke umiddelbart se en sammenhæng mellem reaktionshastigheden og forskydelsen af ligevægten :-) Jeg ville se det som to uafhængige begreber, men rigtig godt spørgsmål!

Nårh. Arh okay, så forstår jeg det bedre nu :-) Mange tak for hjælpen! (og fedt navn btw, haha)

#4 Hehe takker, jeg har overvejet at ændre det, men tror folk har vænnet sig til det :o)

Haha nej, synes det er genialt :D Nemt at huske også.