Reaksiyon Katsayısı

Tersinir bir reaksiyonun durumu, reaksiyon katsayısı (Q) değerlendirilerek uygun şekilde belirlenir. m A + n B ⇌ x C + y D tarafından tanımlanan tersinir bir reaksiyon için, reaksiyon katsayısı doğrudan dengeli denklemin stokiyometrisinden türetilir

Burada alt simge c, ifadede molar konsantrasyonların kullanımını gösterir. Eğer reaktanlar ve ürünler gaz halinde ise, kısmi basınçlar kullanılarak bir reaksiyon bölümü benzer şekilde türetilebilir:

Yukarıdaki reaksiyon katsayısı denklemlerinin,mutlak değerleri yerine konsantrasyonlar ve basınçlar için göreceli değerlerini kullanan daha titiz ifadelerin basitleştirilmesi olduğunu unutmayın. Bu nispi konsantrasyon ve basınç değerleri boyutsuzdur (birimleri yoktur); sonuç olarak, reaksiyon katsayıları da öyledir.

Q ‘nun sayısal değeri, reaksiyon dengeye doğru ilerlerken değişir; bu nedenle, reaksiyonun durumunun yararlı bir göstergesi olarak hizmet edebilir. Bu noktayı açıklamak için sülfür dioksitin oksidasyonunu düşünün:

Burada iki farklı deneysel senaryo mümkündür, bunlardan biri bu reaksiyonun sadece reaktanların bir karışımı ile başlatıldığı, yani SO₂ ve O₂ ve diğeri sadece bir ürünle başlayan, yani SO₃. Sadece reaktanların bir karışımı ile başlayan reaksiyon için, Q başlangıçta sıfıra eşittir:

Reaksiyon ileri yönde dengeye doğru ilerledikçe, reaktan konsantrasyonları azalır (Q_C paydası gibi), ürün konsantrasyonu artar (Q_C paydası gibi) ve sonuç olarak reaksiyon katsayısı artar. Denge sağlandığında, reaktanların ve ürünün konsantrasyonları, Q_Cdeğeri gibi sabit kalır.

Eğer reaksiyon sadece ürün ile başlıyorsa, Q_C değeri başlangıçta tanımlanmamıştır (ölçülemez derecede büyük veya sonsuz):

Bu durumda, reaksiyon ters yönde dengeye doğru ilerler. Ürün konsantrasyonu ve Q_C payları zamanla azalır, reaktan konsantrasyonları ve Q_C paydası artar ve reaksiyon katsayısı dengede sabit hale gelene kadar azalır. Bir sistem tarafından dengede sergilenen Q ‘nun sabit değerine denge sabiti denirK:

Reaksiyon Katsayılarının Değerlendirilmesi

Gaz halindeki azot dioksit bu denkleme göre dinitrojen tetroksit oluşturur:

1,0 L’lik bir flaska 25 °C ‘de 0,10 mol NO₂ eklendiğinde, konsantrasyon dengede [NO₂] = 0,016 M ve [N₂O₄] = 0,042 M olacak şekilde değişir. Herhangi bir ürün oluşmadan önce, [NO₂] = 0,10 M ve [N₂O₄] = 0 M. Dolayısıyla,

Dengede,

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 13.2 Equilibrium Constants.