Algemene chemie (Prof. dr. Wouter Herrebout)
Hoofdstuk 14: Chemisch evenwicht
Chemisch evenwicht: de toestand waarin de concentraties van reagentia en producten
constant blijven in de tijd
Evenwichtsmengsel: een mengsel van reagentia en reactieproducten in evenwicht
De meeste reacties zijn niet aflopend en gaan dus niet door tot alle reagentia opgebruikt
zijn.
Een reactie in evenwicht verloopt eigenlijk in beide richtingen. Voor zo’n reversibele
reacties gebruiken we een dubbele pijl (⇌). Een evenwicht wordt bereikt omdat de snelheid
van de voorwaartse reactie precies even groot geworden is als de snelheid van de
terugreactie. Vb:
Chemisch evenwicht is een dynamische toestand
waarin voorwaartse- en terugreacties blijven lopen
met dezelfde snelheid. Er is geen netto
verandering in de concentraties van reagentia en
reactieproducten. (evenveel gevormd)
● De concentratie N2O4 daalt en wordt
gecompenseerd door stijging v/d concentratie NO2, voorgetallen kunnen dit
verklaren.
● Alles voor de plateau is in een niet-evenwichtstoestand, alles na de plateau/vanaf de
plateau is wel in evenwichtstoestand.
● Links is er een niet-evenwichtstoestand dat langzaam evolueert naar een
evenwichtstoestand
● Bij evenwicht is er geen verandering meer in concentratie of kleur
● Het evenwicht ligt naar rechts
Voor een algemene reversibele reactie aA + bB ⇌ cC + dD definiëren we een
evenwichtsconstante Kc en een evenwichtsvergelijking (Guldberg-Waage):
,Kc heeft geen eenheid. Na een evenwichtsvergelijking wordt de temperatuur vermeld,
aangezien de constante ervan afhankelijk is.
→ de concentraties in de vergelijking mogen geen concentraties zijn van pure vloeistoffen
en pure vaste stoffen.
Voor reacties in de gasfase worden dikwijls partiële drukken gebruikt i.p.v. concentraties.
Vb:
Kp heeft geen eenheid.
Voor de reactie aA + bB ⇌ cC + dD bestaat er een verband tussen Kc en Kp:
Δn = # mol reactieproducten - # mol reagentia
In de evenwichtsvergelijking worden de concentraties/drukken gedeeld door die van de
thermodynamische standaardtoestand/standaardtoestandpartieeldruk, en dat is voor gassen
1 M/atm. Ook bij andere fasen worden de concentraties gedeeld door die uit de
standaardtoestand, maar voor zuivere vaste stoffen en vloeistoffen zijn dat de vaste
stoffen/vloeistoffen zelf. Al deze concentraties worden dus 1, waardoor enkel de
concentraties van gassen nog worden meegerekend. Vb:
GASCONSTANTE
𝑙 . 𝑎𝑡𝑚 𝐽
0,08206 8,314
𝐾 . 𝑚𝑜𝑙 𝐾 . 𝑚𝑜𝑙
druk → atm druk → Pascal (Pa)
volume → liter (l) volume → kubieke meter (m³)
, Heterogeen evenwicht
Concentraties worden gedeeld door concentraties bij standaardtoestad:
- zuivere vaste stoffen
- zuivere vloeistoffen ⇒ vallen beide weg
De waarde van de evenwichtsconstante geeft aan:
1) hoe ver een reactie doorgaat
2) in welke richting een reactie loopt
3) de evenwichtsconstante te berekenen uitgaande van de beginconcentraties
1) Hoe ver een reactie doorgaat voor een evenwicht bereikt wordt kan bepaald worden
aan de hand van de waarde van Kc. = de mate waarin de reagentia omgezet zijn in
reactieproducten
● Kc > 10³
- reactieproducten overheersen in evenwichtsmengsel
- rectie loopt bijna helemaal af
- bijna alle reagentia omgezet in reactieproducten
- evenwicht naar rechts
−3
● Kc <10
- reagentia overheersen in evenwichtsmengsel
- reactie treedt nauwelijks op
- bijna geen reagentia omgezet in reactieproducten
- evenwicht naar links
2) De richting waarin een reactie loopt kan bepaald worden door de reactiequotiënt
Qc te bepalen:
Dit gaat over de concentraties op tijdstip t, en
niet per sé bij evenwicht. Qc is dus niet altijd
gelijk aan Kc.
Hoofdstuk 14: Chemisch evenwicht
Chemisch evenwicht: de toestand waarin de concentraties van reagentia en producten
constant blijven in de tijd
Evenwichtsmengsel: een mengsel van reagentia en reactieproducten in evenwicht
De meeste reacties zijn niet aflopend en gaan dus niet door tot alle reagentia opgebruikt
zijn.
Een reactie in evenwicht verloopt eigenlijk in beide richtingen. Voor zo’n reversibele
reacties gebruiken we een dubbele pijl (⇌). Een evenwicht wordt bereikt omdat de snelheid
van de voorwaartse reactie precies even groot geworden is als de snelheid van de
terugreactie. Vb:
Chemisch evenwicht is een dynamische toestand
waarin voorwaartse- en terugreacties blijven lopen
met dezelfde snelheid. Er is geen netto
verandering in de concentraties van reagentia en
reactieproducten. (evenveel gevormd)
● De concentratie N2O4 daalt en wordt
gecompenseerd door stijging v/d concentratie NO2, voorgetallen kunnen dit
verklaren.
● Alles voor de plateau is in een niet-evenwichtstoestand, alles na de plateau/vanaf de
plateau is wel in evenwichtstoestand.
● Links is er een niet-evenwichtstoestand dat langzaam evolueert naar een
evenwichtstoestand
● Bij evenwicht is er geen verandering meer in concentratie of kleur
● Het evenwicht ligt naar rechts
Voor een algemene reversibele reactie aA + bB ⇌ cC + dD definiëren we een
evenwichtsconstante Kc en een evenwichtsvergelijking (Guldberg-Waage):
,Kc heeft geen eenheid. Na een evenwichtsvergelijking wordt de temperatuur vermeld,
aangezien de constante ervan afhankelijk is.
→ de concentraties in de vergelijking mogen geen concentraties zijn van pure vloeistoffen
en pure vaste stoffen.
Voor reacties in de gasfase worden dikwijls partiële drukken gebruikt i.p.v. concentraties.
Vb:
Kp heeft geen eenheid.
Voor de reactie aA + bB ⇌ cC + dD bestaat er een verband tussen Kc en Kp:
Δn = # mol reactieproducten - # mol reagentia
In de evenwichtsvergelijking worden de concentraties/drukken gedeeld door die van de
thermodynamische standaardtoestand/standaardtoestandpartieeldruk, en dat is voor gassen
1 M/atm. Ook bij andere fasen worden de concentraties gedeeld door die uit de
standaardtoestand, maar voor zuivere vaste stoffen en vloeistoffen zijn dat de vaste
stoffen/vloeistoffen zelf. Al deze concentraties worden dus 1, waardoor enkel de
concentraties van gassen nog worden meegerekend. Vb:
GASCONSTANTE
𝑙 . 𝑎𝑡𝑚 𝐽
0,08206 8,314
𝐾 . 𝑚𝑜𝑙 𝐾 . 𝑚𝑜𝑙
druk → atm druk → Pascal (Pa)
volume → liter (l) volume → kubieke meter (m³)
, Heterogeen evenwicht
Concentraties worden gedeeld door concentraties bij standaardtoestad:
- zuivere vaste stoffen
- zuivere vloeistoffen ⇒ vallen beide weg
De waarde van de evenwichtsconstante geeft aan:
1) hoe ver een reactie doorgaat
2) in welke richting een reactie loopt
3) de evenwichtsconstante te berekenen uitgaande van de beginconcentraties
1) Hoe ver een reactie doorgaat voor een evenwicht bereikt wordt kan bepaald worden
aan de hand van de waarde van Kc. = de mate waarin de reagentia omgezet zijn in
reactieproducten
● Kc > 10³
- reactieproducten overheersen in evenwichtsmengsel
- rectie loopt bijna helemaal af
- bijna alle reagentia omgezet in reactieproducten
- evenwicht naar rechts
−3
● Kc <10
- reagentia overheersen in evenwichtsmengsel
- reactie treedt nauwelijks op
- bijna geen reagentia omgezet in reactieproducten
- evenwicht naar links
2) De richting waarin een reactie loopt kan bepaald worden door de reactiequotiënt
Qc te bepalen:
Dit gaat over de concentraties op tijdstip t, en
niet per sé bij evenwicht. Qc is dus niet altijd
gelijk aan Kc.
