Kemisk jämviktsreaktion

Hur mycket vätejodid som bildas beror delvis på koncentrationen jod. Ju mer jod det finns desto mer vätejodid kan det bildas. Koncentrationen bildad vätejodid är proportionell mot koncentrationen jod. Det kan vi uttrycka matematiskt. (Vi räknar på substansmängdmängd per volymenhet, d.v.s. koncentration, som symboliseras med hakparenteser [ ])

[HI] = k₁ ∙ [I₂] (där k₁ är en proportionalitetskonstant.)

På precis samma sätt måste det finnas vätgas. Ju mer vätgas det finns desto mer vätejodid kan bildas. Koncentrationen bildad vätejodid är proportionell mot koncentrationen vätgas.

[HI] = k₂ ·[H₂]

Hur mycket vätejodid som bildas beror alltså både på koncentrationen jod och koncentrationen väte. Om vi multiplicerar dessa ekvationer med varandra får vi

[HI] · [HI] = k₁·k₂·[H₂]·[I₂]

där vi sedan kan slå ihop konstanterna k₁ och k₂ till en enda konstant, som vi kan kalla k₃ .

[HI]² = k₃·[H₂]·[I₂]

Hur mycket vätgas och jod som bildas, när reaktionen går från höger åt vänster, beror på hur mycket vätejodid som finns. Koncentrationen bildad vätgas och jod är proportionell mot koncentrationen vätejodid.

[H₂] = k·[HI] och [I₂] = k·[HI]

som multiplicerat med varandra blir

[H₂] · [I₂] = k₄·[HI]²

Jämför detta med vad vi fick när vi studerade reaktionen i den andra riktningen.

[HI]² = k₃·[H₂][I₂]

Uttrycken ser nästan likadana ut, bara skrivna i omvänd ordning och med olika proportionalitetskonstanter. Låt oss sammanföra konstanterna till en enda, som vi kan kalla K. Då kan ekvationen i båda fallen skrivas

[HI]² = K·[H₂]·[I₂]

som ger:

jämviktsekvationen, massverkans lag, tillämpad på reaktionen

H₂ + I₂2 HI

För just den här reaktionen är jämviktskonstanten K ≈ 50 (enhetslös) vid en temperatur på ca. 400 ^oC.

Jämviktskoncentrationerna får man genom att addera förändringen till koncentrationen vid start.

Jämviktskoncentration = koncentration vid start + förändring.

	H2	+	I2		2 HI
• Skriv in koncentrationerna före jämvikt under varje ämne
Koncentration vid start (mol/l)
• Skriv in förändringen vid reaktionen Reaktionsformeln visar att H2, I2 och HI står i förhållandet 1:1:2. Varje mol HI som bildas förbrukar 0,5 mol H2 och 0,5 mol I2.
Koncentrationsförändring (mol/l)
•Skriv in jämviktskoncentrationerna.
Koncentration vid jämvikt (mol/l)
•Sätt in siffervärdena i massverkans lag. Använd decimalpunkt istället för decimalkomma.

 

Se uträkning

2004 Nationellt centrum för flexibelt lärande