Хемијска равнотежа

Хемијска равжнотежа је стање у реакционом систему при којем се концентрације реактаната и продуката не мењају током времена. До равнотеже обично долази када се код повратних хемијских реакција брзине ракција у оба смера изједначе. То не значи да су брзине једнаке нули него да су, ма колике биле, брзине хемијских реакција у оба смера изједначене.

Општи пример би изгледао овако:

$mA+nB\leftrightarrow pC+qD$

На основу закона о дејству маса и чињенице да су, по постизању равнотеже, брзине реакције улево и удесно једнаке може се написати следеће:

$K_{eq}\equiv {\frac {k_{AB}}{k_{CD}}}={\frac {\left[C\right]^{p}\left[D\right]^{q}}{\left[A\right]^{m}\left[B\right]^{n}}}$

Знајући константу равнотеже (K_eq) на основу равнотежних концентрација осталих учесника могуће је израчунати непознату равнотежну концентрацију преосталог учесника у реакцији.

Далеко занимљивији и важнији су утицаји промене фактора под којима се реакција одвија (температура, притисак, концентрације...) на равнотежу реакције. Претпоставке у вези са овим даје Ле Шатељеов принцип. Он има велике практичне импликације.

Термодинамичка равнотежа

Хемијска равнотежа је део термодинамичке равнотеже.

Термодинамичка равнотежа обухвата механичку, термичку и хемијску равнотежу. Механичка равнотежа представља стање система у коме не постоји кретање унутар система. Термичка равнотежа представља стање система у коме је температура константна у свим деловима система, односно не постоји пренос топлоте. Хемијска равнотежа је стање у коме се састав система не мења, односно количине реактаната и продуката остају у константном односу неограничено време, уколико се спољашњи услови не промене.

Услови хемијске равнотеже

Хемијска равнотежа је одређена општим термодинамичким условима за равнотежу система:

1. максимум ентропије при условима константне унутрашње енергије и температуре
   $\Delta S_{U,T}=0$
2. минимум унутрашње енергије при условима константне запремине и ентропије
   $\Delta U_{V,S}=0$
3. минимум енталпије при условима константног притиска и ентропије
   $\Delta H_{p,S}=0$
4. минимум Хелмхолцове функције при условима константе запремине и температуре
   $\Delta A_{V,T}=0$
5. минимум Гибсове функције при условима притиска и температуре
   $\Delta G_{p,T}=0$

Литература

• Peter Atkins, Loretta Jones. Chemical Principles: The Quest for Insight (2nd изд.). ISBN 0716757010. 
• James E. Brady, Fred Senese. Chemistry: Matter and Its Changes (4th изд.). ISBN 978-0-471-21517-2.