Här ser du några barn på en skolgård. En mur skiljer dem åt. Det ligger kottar på marken. Barnen börjar kasta kottar på varandra över muren.
I vilken riktning flyger det mest kottar per tidsenhet
• till att börja med?
• efter en stund? [Svar]
Till att börja med flyger fler kottar från vänster sida åt höger än i motsatt riktning.
Efter en stund flyger lika många kottar i båda riktningarna.
Hur ändras tätheten av kottar på marken
• under de första sekunderna?
• efter ytterligare en stund? [Svar]
Till att börja med sjunker antalet kottar på marken på vänster sida och antalet på marken ökar på höger sida.
Efter en stund är antalet kottar på marken både på vänster sida och höger sida konstanta. Däremot är de olika.
Titta hur antalet kottar på marken och staplarna ändras, sedan barnen börjat kasta kottar på varandra.
När antalet kottar är konstant på båda sidorna har det blivit jämvikt mellan sidorna. Trots att barnen hela tiden kastar på varandra, kan man inte se att antalet kottar på marken förändras.Tänk dig nu att kottarna är atomer eller molekyler. De kottekastande barnen representerar en kemisk reaktion. Kottarna på marken på vänster sida representerar reaktanterna. Kottarna på marken på höger sida representerar produkterna. Kottarna som kastas representerar den kemiska reaktionen. Tillståndet man når efter en stund, när antalet kottar på marken är konstant, representerar jämvikten mellan reaktanter och produkter i en reversibel reaktion.
En kemisk jämvikt är dynamisk. Man kan inte se någon förändring i ämnesmängderna, sedan reaktionen nått jämvikt. Trots detta sker hela tiden den kemiska reaktionen, men hastigheten är lika stor i båda riktningarna. Det försvinner hela tiden lika mycket av ett ämne som det bildas.
Den ena sidan är snabb på att leta upp kottar och har lätt att kasta dem över muren. De har en stor ”hastighetskonstant”, som vi kan kalla kA. För den andra sidan är det svårare, eftersom muren är högre på den sidan. De har en lägre ”hastighetskonstant” kB.
Dessutom påverkas hastigheten av hur lätt det är att hitta kottar, dvs hur tätt kottarna ligger på den egna sidan. Vi kallar tätheten av kottar på sida A för [A] och tätheten kottar på sida B för [B].
Hastigheten (kottar per minut), från sida A till sida B kallar vi vA och i motsatt riktning för vB.
Antalet kottar per minut, hastigheten v beror dels på hastighetskonstanten, dels på hur tätt det är med kottar på deras sida.
Barnen på vänster sida
v = kA · [A]
Barnen på höger sida
vB = kB · [B]
Vid jämvikt flyger kottarna (går ”reaktionerna”) lika snabbt i båda riktningarna.
vA = vBkA · [A] = kB · [B]
Flytta över konstanterna till ena sidan och tätheten kottar till den andra.
Två konstanter dividerade med varandra blir en annan konstant, som vi kan kalla K.
Jämviktskonstanten K ger ett mått på hur mycket kottar det kommer att finnas på de båda sidorna
Kemisk reaktion
Det här resonemanget är helt analogt med en kemisk reaktion av typen
AB
eller för att betona att reaktionen kan gå båda vägarna skrivet med en dubbelpil. Reaktionen är ”reversibel”.
AB
Den reaktionen har en jämviktskonstant som är koncentrationen av ämne B dividerat med koncentrationen av ämne A
Ett exempel på en sådan kemisk reaktion är jämvikten mellan ringsluten och öppen form av druvsocker, glukos.
Kemisk jämvikt
Skriv ut
B
B