So lassen Sie uns fortfahren und über das chemische Gleichgewicht sprechen und lassen Sie uns zuerst eine Art breiten Überblick machen, indem wir definieren, was wir mit chemischem Gleichgewicht meinen. Das erste Wichtige ist, dass wir hier nur über ein geschlossenes System sprechen. In einem anderen Abschnitt werden wir uns mit dem Gleichgewicht für Systeme beschäftigen, die gegenüber der Umgebung offen sind. Wenn wir also von Gleichgewicht sprechen, meinen wir damit, dass Reaktanten zu Produkten werden. Denken Sie daran, dass Gleichgewicht durch die Tatsache signalisiert wird, dass wir einen doppelköpfigen Pfeil haben, was bedeutet, dass die Rate einer Vorwärtsreaktion, also die Rate, mit der Reaktanten zu Produkten werden, gleich der Rate ist, mit der Produkte zu Reaktanten werden. Okay, ein paar wichtige Punkte zum chemischen Gleichgewicht sind, dass sich die Konzentration der Reaktanten und die Konzentration der Produkte nicht mit der Zeit ändern. Wenn wir also sagen, dass die Vorwärtsreaktion gleich der Rückwärtsreaktion ist, sagen wir nicht, dass die Konzentrationen der Reaktanten und Produkte notwendigerweise gleich sind, sondern dass sich die Konzentrationen nicht mit der Zeit ändern, sobald sie das Gleichgewicht erreicht haben. Wenn wir das sagen, sieht es so aus, als ob die Reaktion gestoppt ist, also sind sie in geschlossenen Systemen immer im Gleichgewicht oder nähern sich dem Gleichgewicht an, und vielleicht am wichtigsten ist, dass im Gleichgewicht das Verhältnis der Reaktanten und der Produkte gleich der Konstante ist.
Okay, also lassen Sie uns diesen letzten Teil hier etwas genauer betrachten. Nehmen wir also an, wir haben eine sehr einfache Reaktion, bei der a die Reaktanten oder im Gleichgewicht mit 2 mol von b sind, wo sind die Produkte. Wenn wir dies in zwei separate Komponenten aufteilen, betrachten wir die Vorwärtsreaktion, also die Reaktion, bei der a zwei Mole von b bildet. Wir sagen, dass sie eine Geschwindigkeitskonstante von f für die Vorwärtsreaktion hat, und wenn wir die Geschwindigkeitsgleichung dafür aufschreiben würden, hätten wir die Geschwindigkeit der Vorwärtsreaktion gleich case mal der Konzentration von a. Wir nennen das, weil die Geschwindigkeit von Reaktionen von der Konzentration der Reaktanten und nicht der Produkte abhängt. Für die gleiche Gleichung 2 für die Rückwärtsreaktion hätten wir also, was hier erscheint, sind unsere Produkte, aber hier, wenn wir es separat ausschreiben, ist es auf der Seite unserer Reaktanten, also 2 Mol von b mit dem Fall r, so dass die Rate für die Rückwärtsreaktion, die a bildet, also wäre unsere Rate die Rate von sub r ist gleich Fall von r mal der Konzentration von b zum Quadrat, wobei wir uns daran erinnern, dass dieser Koeffizient bedeutet, dass er, Sie müssen die Konzentration quadrieren.
Und wenn das zufälligerweise eine 3 davor war, dann würden Sie würfeln und so weiter und so fort. Also dann Gleichgewicht, die Definition des Gleichgewichts ist, dass die Vorwärtsreaktion, also die Rate, mit der 2b gebildet wird, gleich der Rate ist, mit der a gebildet wird. Hier ist also die Vorwärtsreaktion gleich der Rückwärtsreaktion. Wenn wir das also herausbrechen und als Gleichgewicht schreiben würden, würden wir im Grunde nach einer Konstante suchen und würden hier lösen und sagen, b zum Quadrat über nun, die Konzentration von b zum Quadrat über der Konzentration von a ist gleich dem Fall von f über dem Fall von r und das, das wäre gleich einer Konstante und es würde sich im nächsten Abschnitt herausstellen, dass dies die Gleichgewichtskonstante ist. Im Grunde genommen kann die Gleichgewichtsbedingung also in beiden Richtungen erreicht werden, entweder von den Reaktanten hier zu den Produkten oder von den Produkten zurück zu den Reaktanten. Schauen wir uns also eine grafische Darstellung davon an, also hier auf der y-Achse habe ich die Konzentration in Mol pro Liter und dann entlang der x-Achse habe ich die Zeit, wobei die zunehmende Zeit nach rechts geht.
Hier ist mein Punkt. Also, wenn wir uns das anschauen und Sie sich daran erinnern, dass die Reaktion a zu b wird, dann sehen wir hier Konzentrationen, die mit a beginnen, also unsere Reaktanten, wir fangen an, die Konzentration unserer Reaktanten zu verlieren, beginnt zu sinken, während die Konzentration unserer Produkte b zu steigen beginnt und an einem bestimmten Punkt werden sie gleich und dann wissen wir, dass wir das Gleichgewicht erreicht haben.
Gleichermaßen können wir das auf der Basis des Gewichts betrachten, hier auf unserer y-Achse und der Zeit auf unserer x-Achse und wieder dem 0-Punkt, also erinnern wir uns wieder daran, dass a unsere Reaktanten waren und so sehen wir, dass die Rate hier hoch anfängt und anfängt zu sinken, während die Rate, mit der unser Produkt b gebildet wird, anfängt zu steigen, bis sie beide gleich werden und ein Gleichgewicht erreicht ist, so dass Sie sehen können, dass die Rate der Vorwärtsreaktion gleich der Rate der Rückwärtsreaktion ist. Und das ist die Definition des chemischen Gleichgewichts.