Regne ut Kc
For reaksjonen N2(g) + 3 H2(g) i likevekt med 2 NH3(g) er uttrykket Kc = [NH3]^2 / ([N2] · [H2]^3). Anta at vi måler likevektskonsentrasjonene [N2] = 0,20 mol/L, [H2] = 0,40 mol/L og [NH3] = 0,80 mol/L.
Da blir Kc = (0,80)^2 / (0,20 · (0,40)^3) = 0,64 / (0,20 · 0,064) = 0,64 / 0,0128 = 50. Verdien 50 er større enn 1, så ved disse betingelsene ligger likevekten på produktsiden: det dannes mye ammoniakk.
Slik uttrykker du det
Jeg setter opp likevektsuttrykket med produktene over og reaktantene under, hver opphøyd i koeffisienten sin: Kc = [NH3]^2 / ([N2] · [H2]^3). Så setter jeg inn de målte likevektskonsentrasjonene og regner: (0,80)^2 / (0,20 · (0,40)^3) = 50. Fordi Kc er mye større enn 1, ligger likevekten mot produktsiden, så det dannes mye ammoniakk.
Produktene over, reaktantene under, hver opphøyd i koeffisienten sin.
Le Chateliers prinsipp
Hvis vi forstyrrer en likevekt, forskyver den seg slik at den motvirker forstyrrelsen. Øker vi konsentrasjonen av en reaktant, forskyves likevekten mot produktene. Øker vi trykket, forskyves den mot den siden som har færrest gassmolekyler. Endrer vi temperaturen, virker varme som en reaktant eller et produkt avhengig av om reaksjonen tar opp eller avgir varme.
Slik uttrykker du det
Forstyrrer jeg en likevekt, svarer den ved å motvirke forstyrrelsen. Tilsetter jeg mer reaktant, forskyves den mot produktene. Øker jeg trykket, går den mot siden med færrest gassmolekyler. Varmer jeg en reaksjon som avgir varme, går den mot reaktantene, fordi varmen da virker som et produkt.
Likevekten svarer på en forstyrrelse ved å motvirke den.
Forskyvning i praksis
I ammoniakk-syntesen ovenfor er det 4 gassmolekyler på venstre side (1 N2 og 3 H2) og bare 2 på høyre. Øker vi trykket, blir det trangere om plassen, og likevekten forskyver seg mot siden med færrest molekyler, altså mot ammoniakk. Reaksjonen avgir også varme, så lav temperatur gir mer ammoniakk. I industrien (Haber-Bosch) bruker man derfor høyt trykk, men en kompromisstemperatur, fordi for lav temperatur gjør reaksjonen altfor langsom.
Slik uttrykker du det
I ammoniakksyntesen er det 4 gassmolekyler til venstre og 2 til høyre, så høyt trykk skyver likevekten mot ammoniakk. Reaksjonen avgir varme, så lav temperatur gir også mer ammoniakk. Men lav temperatur gjør reaksjonen treg, derfor velger industrien høyt trykk og en kompromisstemperatur som er høy nok til at det går fort.
Høyt trykk og moderat temperatur er kompromisset i Haber-Bosch.
Mange reaksjoner går ikke fullstendig fra reaktanter til produkter. I stedet stiller de seg inn på en likevekt der reaksjonen mot høyre og reaksjonen mot venstre går like raskt. Konsentrasjonene endrer seg ikke lenger, men begge reaksjonene pågår fortsatt. Det er en dynamisk likevekt, ikke en stillstand.
sier at forholdet mellom produktene og reaktantene, hvert opphøyd i sin koeffisient, er en konstant ved gitt temperatur. Denne konstanten kaller vi likevektskonstanten Kc. En stor Kc betyr at likevekten ligger langt mot produktsiden, en liten Kc at den ligger mot reaktantsiden.