ثابت التوازن

قانون فاعلية الكتلة يطرح ثابت التوازن للربط بين تركيزات التوازن للمواد المتفاعلة والنواتج. في معادلة كيميائية متزنة تكون فيها A وB مواد متفاعلة،وC وD نواتج،و بالأحرف الصغيرة a وb وc وd مُعاملات القياس المتكافئ للعناصر على التوالي،فإنّمعادلة ثابت التوازن تُعطى من خلال التركيزات المولية للنواتج،مقسومة على التركيزات المولية للمواد المتفاعلة،ويرفع الحاصل إلى قوة أسية تعادل معاملات القياس المتكافئ للمواد. غالبًا ما يُعبّر عن ثابت التوازن بالرمز K أو Kc،حيث الرمز السفلي c يدل على ثابت التوازن بالنسبة للتركيز المولي.

لأنه يبين نسبة التركيزات المولية،فإن ثابت التوازن لا وحدة له. وجود ثابت توازن كبير يزيد على 1 يعني أن البسط،الذي هو تركيز النواتج،أكبر من المقام،الذي هو تركيز المواد المتفاعلة. يدل هذا على أن التوازن يميل نحو النواتج ويفضّل التفاعل الأمامي.

وعلى العكس،وجود ثابت توازن صغير أقل بكثير من 1 يعني أن المقام أكبر من البسط. وهذا يدل على أن التوازن يميل نحو المواد المتفاعلة ويفضّل التفاعل العكسي. بالنسبة لثابت توازن يساوي 1 أو قريب منه تكون التركيزات النسبية للمواد المتفاعلة والنواتج متساوية تقريبًا.

يدل هذا على أنه لا توجد بين التفاعل الأمامي أو العكسي،مفاضلة. إجراء تعديلات على المعادلة الكيميائية من شأنه أن يغير ثابت التوازن. إذا تم عكس تفاعل كيميائي ثابت توازنه يكون التعبير عن ثابت التوازن للتفاعل العكسي متبادل مع معادلة التفاعل الأمامي.

وهكذا يكون ثابت التوازن الجديد يساوي 1 مقسومًا على إذا ضُربت المعامِلات في معامل آخر فإنّثابت التوازن يرفع لنفس المعامِل. و ثابت التوازن الجديد الآن سيكون مرفرع لأس(n)عند دمج تفاعلين منفصلين أو أكثر معاًيكون ثابت التوازن للتفاعل الإجمالي حاصل ضرب ثوابت التوازن المنفصلة. لذا يكون ثابت التوازن الجديد(y)مضروبة في في توازن غير متجانس،تُستثنى في معادلة ثابت التوازن المواد الصلبة والسوائل النقية.

على سبيل المثال،في معادلة ثابت التوازن،الخاصة بتفكك نترات الأمونيوم الصلبة إلى غاز أكسيد النتروز وبخار الماء،تُستثنى نترات الأمونيوم-التي هي مادة صلبة نقية. يحدث هذا لأن التركيز المولي النسبي،لمادة صلبة أو سائلة نقية،يبقى ثابتًا أثناء التفاعل.