Ett antal frågor om begrepp som rör kemisk jämvikt

Välkommen til Pluggakuten!

Naturligtvis skrev:

Kapitlet om kemisk jämvikt i min kemibok gör mig något förvirrad, ett antal väldigt liknande ord tycks ha olika innebörd, vore en lättnad om någon ville reda ut detta :)  

Huvudfrågorna är:  *Vad innebär begreppet “Jämviktsläge”, är det samma sak som begreppen “Jämviktssammansättning” + “Koncentratrationer vid jämvikt”  *Hur skiljer dessa begrepp sig “Jämviktskonstanten K”? *Vilket faktorer påverkar/ändrar dessa respektive begrepp?   

Klistrar in den info som förvirrar mig som kursiv text och skriver löpande frågor: 

“Jämviktsläget i en kemisk reaktion ändras om temperaturen eller koncentrationen av något av ämnena ändras. Jämviktsläget i en gasjämvikt påverkas också av tryckändringar.  “   

⚫Vad är det som förskjuts i meningen ovan, inte jämvikten i  sig tolkar jag det som (den kan inte förskjutas av annat än temperaturen?)  utan i så fall koncentrationerna vid jämvikts/jämviktssammansättningen? 

Hur mycket det finns av de olika reaktanterna/produkterna

⚫Blir förvirrad av språkbruket. Låt säga att vi har reaktionen A+B <-----> C+D , om man ändrar koncentrationen av B Så kommer a och b krocka oftare på gynnsamt sätt och mer C+D bildas,säger man då att jämviktsläget förskjuts åt höger men att K är konstant? Innebär det att det bildas mer C+D (som man kan tappa av om man inte intresserad av att utvinna de kemikalierna) man att det på längre sikt kommer att reagera tillbaka till C+D så att K återställs?

Om du tar bort C+D hela tiden, så kommer A+B att reagera och bilda mer C+D ända tills A eller B tar slut. Om amn för bort produkterna, kan jämvikten inte ställa in sig.

⚫Blir ytterligare förvirrad av följande info: “Ett högt K-värde avslöjar att ämnena till vänster har lättare att reagera med varandra än ämnena till höger, reaktionen går därför i början mest till höger  innan jämvikten ställt in sig. Jämviktsläget är alltså förskjutet åt höger. Vi får en högre koncentration till höger jämför med vänster vid jämvikt och därför blir K värdet högt”    Kan jämviktsläget trots allt betyda samma sak som K? jag trodde att en reaktion hade ett konstant K men ändå kunde nå olika jämviktslägen beroende på startkoncentration och tryck (saxar in information från boken nedan som jag baserar detta på)? Hur går det ihop med att man kan utläsa jämviktsläget ur K värdet?

Lite förenklat: Om K är stort (mycket större än 1) så finns det mycket av produkterna och bara lite av reaktanterna. Om K är litet (mycket mindre än 1) så finns det mycket avraktanterna och bara lite av produkterna. 

Har också ett antal övriga frågor på kapitlet förutom begreppsförvirringen:

 

⚫Rent matematiskt, vad krävs för att ändra K-värdet? Det är bara temperaturen vad jag förstår. Är det för att man ändrar både täljaren och nämnaren i uttrycket för K lika mycket + ett reaktionerna går åt olika håll? (alla produkter och reaktanter påverkas med samma faktor, men reaktanterna går ned i koncentration  medan produkterna går upp tex)?   

Jämför detta med t.ex. att ändra startkoncentrationen av ämnet A i reaktionen A+B ⇔ C+D, , detta gör att C+D ökar och B minskar. Ökar koncs av både A+B så ändras heller inte K då det bara skapas den mängd C+D som krävs i systemet för att hålla K konstant? (ändringen av täljaren och nämnaren är ojämn så att säga? Det räcker inte med att ändra de båda för att ändra K) 

K är en konstant, menkonstanten har olika värde vid olika temperaturer.

⚫Varför påverkas jämvikten av trycket? Varför går reaktionen fortare åt det håll där substansmängden är mindre (förutsatt att substansmängden gas ändras i reaktionen och därmed volymen gasen upptar) . Är det därför att när volymen minskar/trycket ökar så krockar reaktanterna oftare och bildar mer produkt, och då produkterna tar upp mindre volym så får de lägre koncentration i mol/dm3 ? (I tillverkningen av ammoniak tex N2+3 H2<=>2 NH3 )  ⚫Hur kommer det sig att K inte påverkas här om vi höjer trycket x2 (minskar volymen /2)  ? Systemet går ju mot ett nytt jämviktsläge/sammansättning eftersom går fortare åt höger, det bildas mer produkt (ammoniak). Då minskar ju koncentrationerna av båda reaktanterna medan den ökar för ammoniak, det borde väl förändra K-värdet?   (är det så att trots att volymen minskar x2 för alla varje ämnen så innebär det olika ändring av koncentration så länge molförhållandet är “ojämnt”? Reaktionen N2+3H2<=>2NH3 kommer gå åt höger om trycket ökar, den vill nå K och eftersom nämnaren blir ett större tal  än täljaren så Q blir än K kommer reaktionen sträva åt höger för att nå K igen)  

Om antalet mol gas är konstant vid reaktionen, så kommer jämviktsläget inte att påverkas av trycket. Om det bildas fler molekyler mid reaktionen än det var från början, kommer en tryckökning att göra att reaktionen går åt vänster, så att det bildas färre molekyler så att tryckökningen motverkas.

⚫ Hur kommer det sig att man säger att alla reaktioner går fortare vid hög temperatur, när det detta inte verkar gälla den exoterma delen av jämviktsreaktioner? Att en reaktion är exoterm innebär ju att den får ett lägre enerigstadie eller vad man skall kalla det/blir det stabil av att “röra sig mindre” (det är ju värme så att säga) och överskottet av energi ges ifrån till omgivningen. Om man då tillför värme genom exoterma reaktioner utifrån blir det väl svårare för den exoterma delen av jämviktsreaktionen att ske, kan man då säga att hastigheten på den minskar?

Jämvikt och reaktionshastighet är två helt olika saker.

⚫Vad är det som driver chateliers princip? Hur inverkar entropin och entalpin för att driva en reaktion åt en viss relation mellan produkter och reaktanter, varför håll denna kvot konstant? 

Läs om Gibbs fria energi

Egentligen skall man bara ha en fråga i varje tråd, men jag tycker de här frågorna ligger så nära varandra att det är OK att ha dem i samma tråd. /moderator