Hur förskjuts jämvikten när jämviktssystemet späds?
Betrakta följande reaktion:
Fe3+ + SCN– ⇌ FeSCN2+
Vi har en jämvikt: \(K = \frac {[\text{FeSCN}^{2+}]}{[\text{Fe}^{3+}][\text{SCN}^-]}\)
Vi antar att jämviktskoncentrationerna är
\([\text{FeSCN}^{2+}]=a\)
\([\text{Fe}^{3+}] = b\)
\([\text{SCN}^-] = c\)
Vid jämvikt får vi att \(K = \frac {a}{bc}\)
Vad händer om vi späder reaktionsblandningen till dubbla volymen?
Samtliga koncentrationer blir hälften så stora, d.v.s.
\[[\text{FeSCN}^{2+}]=\frac {a}{2} \hspace{100cm}\]
\[[\text{Fe}^{3+}]=\frac {b}{2} \hspace{100cm}\]
\[[\text{SCN}^-]=\frac {c}{2} \hspace{100cm}\]
Vi räknar ut \(Q\)!
\[Q = \frac {\frac {a}{2}}{\frac {b}{2} \cdot \frac {c}{2}} = \frac {\frac {a}{2}}{\frac {bc}{4}} = \frac {a}{2} \cdot \frac {4}{bc} = 2\frac {a}{bc} = 2K \hspace{100cm}\]
Vi ser att \(Q > K\), vilket innebär att reaktionen förskjuts åt vänster
- Slutsats: Vid spädning av ett jämviktssystem förskjuts jämvikten åt det håll där det är flest partiklar. (Man kan se det som att spädningen gör att det "blir plats" åt fler partiklar i lösningen.)
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.
- Slutsats. Vid komprimering av ett jämviktssystem förskjuts jämvikten åt det håll där det är lägst antal partiklar. (Man kan se det som att komprimeringen gör att det "blir plats" för färre partiklar.)
