Tasapainovakio vs. reaktioosamäärä
Jotkin reaktiot ovat palautuvia, ja jotkut reaktiot ovat peruuttamattomia. Reaktiossa lähtöaineet muuttuvat tuotteiksi. Ja joissakin reaktioissa reagensseja voi syntyä uudelleen tuotteista. Tämän tyyppisiä reaktioita kutsutaan palautuviksi. Peruuttamattomissa reaktioissa, kun reagoivat aineet ovat muuttuneet tuotteiksi, niitä ei voida regeneroida uudelleen tuotteista. Reversiibelissä reaktiossa, kun lähtöaineet menevät tuotteiksi, sitä kutsutaan eteenpäin reaktioksi ja kun tuotteet menevät reagensseiksi, sitä kutsutaan taaksepäin reaktioksi. Kun eteenpäin ja taaksepäin tapahtuvien reaktioiden nopeus on yhtä suuri, reaktion sanotaan olevan tasapainossa. Joten ajan kuluessa lähtöaineiden ja tuotteiden määrä ei muutu. Palautuvat reaktiot pyrkivät aina saavuttamaan tasapainon ja säilyttämään sen. Kun järjestelmä on tasapainossa, tuotteiden ja lähtöaineiden määrän ei tarvitse välttämättä olla yhtä suuri. Reagensseja voi olla suurempi määrä kuin tuotteita tai päinvastoin. Ainoa vaatimus tasapainoyhtälössä on ylläpitää vakiomäärä molemmista ajan mittaan.
Mikä on tasapainovakio?
Reaktiolle, joka on tasapainossa, voidaan määrittää tasapainovakio; jossa se on yhtä suuri kuin tuotteiden pitoisuuden/aktiivisuuden ja pitoisuuden/reaktioiden aktiivisuuden välinen suhde.
K=[tuote]/[reagantti]m; n ja m ovat tuotteen ja lähtöaineen stoikiometriset kertoimet.
Tasapainovakiolla voi olla yksikkö tai ei. Jos n on yhtä suuri kuin m, kaikki konsentraatioyksiköt kumoutuvat jättämättä yksikköä K:lle. Jos n on eri kuin m, summan mukaan K jää yksikköön. Tasapainovakio on vakio vakiolämpötilassa. Tasapainovakiolla on sama arvo vakiolämpötilassa riippumatta väliaineessa olevien reagenssien tai tuotteiden määrästä. Katalyytit tai paineen muutokset eivät vaikuta siihen. Tasapainovakiotyyppejä voi olla useita. Esimerkiksi kun heikko happo liuotetaan veteen, se muodostaa tasapainon, tasapainovakio tunnetaan myös hapon dissosiaatiovakiona. Myös tuotteiden tai lähtöaineiden fysikaalinen tila vaikuttaa tasapainovakioon, koska kiinteän olomuodon lajit eivät sisälly yhtälöön.
Mikä on reaktioosamäärä?
Reaktioosamäärä on tuotteiden ja reagoivien aineiden välinen suhde reaktiossa tietyllä hetkellä. Sitä kutsutaan myös Q:ksi. Se lasketaan samalla tavalla kuin tasapainovakio, mutta sitä ei ole pakko käyttää reaktioissa, jotka ovat saavuttaneet tasapainotilan. Jos laskettu reaktioosamäärä on suurempi kuin tasapainovakion arvo, niin reaktio etenee päinvastaiseen suuntaan. Sitä vastoin kun reaktioosamäärä on pienempi kuin tasapainovakio, reagoivat aineet etenevät eteenpäin. Siksi reaktioosamäärä on tärkeä määritettäessä reaktion suuntaa.
Mitä eroa on tasapainovakion ja reaktioosamäärän välillä?
• Reaktioosamäärä voidaan laskea reaktiolle milloin tahansa, ei vain tasapainossa, kuten tasapainovakioissa, oleville reaktioille.
• Jos tasapainovakio on yhtä suuri kuin reaktioosamäärä, niin reaktio on tasapainossa. Vertailemalla K- ja Q-arvoja voimme määrittää, mihin reaktio on suunnattu.
