Kemi

Forklaring af ligevægtskonstant?

25. maj 2014 af EnStuderende - Niveau: B-niveau

Hej, jeg har et spørgsmål angående ligevægtsbrøken.

Hvis man nu har:

aA + bB \rightleftharpoons cC

Så ved jeg, at K = 

Er der nogen, der kan forklare:

1. Hvorfor molekylerne er opløftet i deres mol?

2. Hvorfor de to reaktanter skal ganges sammen?

3. Hvorfor slutproduktet skal divideres med reaktanterne og ikke omvendt?


Brugbart svar (1)

Svar #1
25. maj 2014 af OnceUponATime (Slettet)

Du har nogle gode spørgsmål, men for at være ærlig, står der intet om dette i vores bøger.

Da jeg læste kapitlerne med ligevægtskonstanter i vores bøger, stillede jeg mig selv, helt præcis samme spørgsmål.

Bøgerne svarede på ingen af dem. Derfor må vi bare arbejde med disse formler, som om de bare er givet.. hvilket de godt nok også er.

Der er nok en god forklaring bag det hele, men måske er den til et højere niveau end B ;)


Svar #2
25. maj 2014 af EnStuderende

Tak for svaret! Jeg har siddet i lang tid med det nu, men jeg har forstår nu nogenlunde de første to punkter, dog stadig ikke helt den sidste.

Her er, hvad jeg fandt ud af (i tilfælde af, at du er interesseret):

Lad os sige, vi har en opløsning af 1M H2 i vand - det svarer til, at vi har 1 mol H2 pr. liter H2O, eller sagt med andre ord:

Vi har 6,022 x 1023 H2-molekyler pr. liter vand.

Hvis vi tog ét molekyle (vi ved ikke hvilket) ud af hele denne opløsning, hvad er sandsynligheden så for, at det er et H2-molekyle og ikke et vandmolekyle etc.?

Sandsynligheden for, at det er et H2-molekyle må da være  6,022 x 1023 molekyler ud af 1 liter, hvilket altså svarer til koncentrationen af H2.

Så sandsynligheden for, at 1 molekyle af hele opløsningen er et H2-molekyle er: [H2] = 1 M

Hvis vi derimod tager to molekyler, hvad er så sandsynligheden for, at begge to er H2-molekyler? Det må så være  6,022 x 1023 molekyler ud af 1 liter ganget med 6,022 x 1023 molekyler ud af 1 liter = [H2] · [H2] = [H2]2

Hvis vi så har en reaktion, hvor vi har brug for 2 molekyler H2 og 1 x (x er et hvilket som helst molekyle), så er sandsynligheden for, at du får netop disse 3 molekyler, hvis du taer 3 vilkårlige molekyler fra opløsningen:  [H2]2 · [x]
Og dermed har vi svaret på vores spørgsmål.

Så ud fra denne forklaring må man jo så konkludere, at hvis man har en pose med en masse ja/nej brikker og tager tre brikker, kan man finde sandsynligheden for at få eksempelvis 2 ja'er og 1 nej ved at gange sandsynlighederne for at vælge et ja eller nej med hinanden...

Altså hvis vi eksempelvis har 40/100 ja'er og 60/100 nej'er, så er sandsynligheden for et ja 40/100, sandsynligheden for et nej 60/100 og sandsynligheden for, at tager man to brikker, og de begge to er nej, er:
60/100 · 60/100 = 120/100.000, hvilket self. er en meget mindre sandsynlighed, hvilket giver god mening.

Håber du forstår, jeg har simplificeret det en del ud fra noget, jeg læste :-) 

Nu mangler jeg bare at forstå, hvorfor det er slutproduktet, der skal divideres med reaktanterne og ikke omvendt.


Svar #3
25. maj 2014 af EnStuderende

(Det blev vist lidt af en roman, men det hjalp mig til selv at forstå det, haha - håber andre danskere kan bruge det, for der står intet om det på dansk på nettet endnu, og der stod heller ikke så meget på engelsk, kun nogle få "tips").


Brugbart svar (0)

Svar #4
25. maj 2014 af OnceUponATime (Slettet)

Hahaha hvor godt!

Men jeg tænker lidt, at man deler slutproduktet med startproduktet for på den måde at finde forholdet?

Det er jo det samme som når du tager et divisionsstykke.. lad os sige 100/20

Det du vil finde ud af, er hvor mange gange 20 kan gå op i 100..

Der er nok en dybere forklaring på det hele, men haha, hvor er det bare et godt stykke arbejde du har lavet!! :D


Svar #5
25. maj 2014 af EnStuderende

Ja det tænker jeg også... Men tænker bare, om det ville have nogen effekt, hvis man vendte det om? Fordi hvis du siger, jamen K = 1/27, så er reaktionen med reaktanterne --> slutproduktet "favoritten", men betyder det mon så, at forholdet mellem reaktanterne og slutproduktet er 27:1? Det må det vel gøre?

Altså at der er 27 gange så meget reaktant, som der er ét slutprodukt.

Men hvorfor kan man så ikke bare vende denne brøk om?

K = 27/1

K = reaktanterne/slutproduktet

Det er vel samme princip - at der er 1 slutprodukt for hvert 27. reaktanter -, så forstår ikke, hvorfor det hele tiden bliver påpeget, at reaktanterne skal nederst.... 


Brugbart svar (1)

Svar #6
26. maj 2014 af Heptan

Haha, that's hilarious!

#5 Det er vel bare noget man har valgt at gøre, fordi det er praktisk? Man skal jo enten vælge reaktanter/produkter eller produkter/reaktanter, og man har valgt sidstnævnte, fordi man er mest interesseret i at vide hvor mange produkter man får ud af en given reaktion. Er en ligevægtskonstant givet ved K = 27/1, ved man altså at man har 27 produkter pr. 1 reaktant.

Det er intuitivt, at man får et stort udbytte, når ligevægtskonstanten også er stor, og et lille udbytte, når K også er lille. K fortæller altså, hvor mange produkter man får ud af en reaktion. Start med 28 reaktanter, og du har 27 produkter ved ligevægt, hvis K = 27/1.

Man vil selvfølgelig altid have et stort udbytte af det produkt man vil fremstille, og man vil gerne ud fra en ligevægtskonstant intuitivt se, om man får et stort eller lille udbytte.

Det er ihvertfald sådan jeg tænker det :-)


Brugbart svar (0)

Svar #7
26. maj 2014 af Heptan

Ups, du skrev vist K = 1/27, men du forstår vel hvad jeg mener ... :o)


Svar #8
28. maj 2014 af EnStuderende

#6 Hmm ja det er vel nok bare derfor :-) Forstår dog ikke, hvad du mener med det, du har understreget? Hvis man har en ligevægtskonstant på K = 27/1 (og reaktanterne er under brøkstregen), så har du vel ikke 27, men 28*27 produkter, hvis reaktanterne er 28 - har man ikke?? Eller er det bare mig, der er forvirret nu? Jeg troede, K var et forhold mellem reaktanter og produkter og betød, at for hver reaktant, du har, har du 27 produkter. Så hvis man har 28 reaktanter, må man vel også have 27*28 produkter i dette tilfælde?


Brugbart svar (1)

Svar #9
28. maj 2014 af Heptan

#8 Ja det er en rigtig tankegang, men misforstå mig ikke. Jeg lavede tankeeksperimentet, hvor K = 27/1. Hvis man i ligevægt kan tælle 28 reaktanter, har man ganske rigtigt 28*27 produkter. Men ligevægtskonstanten gælder kun i ligevægt. Forestil dig, at du starter med 28 reaktanter, og reaktionen ikke er i ligevægt (reaktionsbrøken Y = 0/28). Du venter lidt, og reaktionen når nu ligevægten: Der er stadig 1 reaktant tilbage, men 27 reaktanter er omdannet til produkter. Nu er reaktionsbrøken Y = K = 27/1. Vi startede altså med 28 partikler, og 27 af dem er omdannet til produkter.


Svar #10
29. maj 2014 af EnStuderende

Nårh, på den måde, ja self. Nu burde jeg da kunne det her ud og ind :-)!


Brugbart svar (0)

Svar #11
29. maj 2014 af Heptan

Desuden, hvis det nu var reaktanter over produkter, og man ikke havde nogle produkter til at starte med, skulle man jo dividere med 0, og det går jo ikke :o)


Svar #12
29. maj 2014 af EnStuderende

God pointe haha ;)


Skriv et svar til: Forklaring af ligevægtskonstant?

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.