Hur förskjuts jämvikten

Vad händer när trycket ändras?

Betrakta följande reaktion:

N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)

Vad händer om vi ökar trycket till det dubbla?

• Vi räknar ut det på samma sätt som vi tidigare gjorde med förändringen av koncentrationen!

Vi har en jämvikt: \(K = \frac {[\text{NH}_3]^2}{[\text{N}_2][\text{H}_2]^3}\)

Vi antar att jämviktskoncentrationerna är

\[[\text{NH}_3] = a \hspace{100cm}\]

\[[\text{N}_2] = b \hspace{100cm}\]

\[[\text{H}_2] = c \hspace{100cm}\]

Vid jämvikt får vi att \(K = \frac {a^2}{bc^3}\)

Om trycket fördubblas, t.ex. genom att volymen halveras, så fördubblas också koncentrationerna:

\[[\text{NH}_3] = 2a \hspace{100cm}\]

\[[\text{N}_2] = 2b \hspace{100cm}\]

\[[\text{H}_2] = 2c \hspace{100cm}\]

Vi räknar ut \(Q\)!

\[Q = \frac {(2a)^2}{2b \cdot (2c)^3} = \frac {4a^2}{2b \cdot 8c^3} = \frac {4a^2}{16bc^3} = \frac {1}{4}K \hspace{100cm}\]

Vi ser att \(Q < K\), vilket innebär att reaktionen förskjuts åt höger, d.v.s. det bildas mer NH₃.

Jämviktsförskjutningar innebär förändringar i ett kemiskt system där reaktionen kan gå både "framåt" och "bakåt". En förskjutning av jämvikten sker när de yttre förhållandena ändras, exempelvis vid skillnader i koncentration, temperatur eller tryck. Le Chateliers princip beskriver hur ett system i jämvikt reagerar på störningar: Om ett system i jämvikt utsätts för en förändring kommer systemet anpassa sig för att motverka förändringen och återställa jämvikten. Här kommer några vanliga exempel:

Förändring i koncentration: Om koncentrationen av en reaktant eller produkt ökas kommer jämvikten förskjutas åt det håll som konsumerar den tillsatta substansen. Om koncentrationen minskas förskjuts jämvikten istället åt det håll som producerar mer av den substansen.

Exempel:

A + B ⇌ C + D 

Om mer av A tillsätts förskjuts jämvikten mot höger för att producera mer C och D (förutsatt att det finns B i överskott).

Förändring i temperatur: Om en reaktion är exot

•