RomoloTavani/iStock/GettyImages

In het dagelijks leven beschrijft evenwicht het evenwichtsgevoel van het lichaam. In de scheikunde verwijst chemisch evenwicht naar een toestand waarin de concentraties van reactanten en producten in de loop van de tijd constant blijven, ook al blijven de voorwaartse en achterwaartse reacties met gelijke snelheden plaatsvinden.

Wet van chemisch evenwicht

De wet van het chemisch evenwicht, vaak uitgedrukt via de evenwichtsconstante (K), stelt dat voor een reactie bij constante temperatuur en druk de verhouding tussen de productconcentraties en de concentraties van de reactanten (elk verhoogd tot de macht van hun stoichiometrische coëfficiënten) onveranderd blijft.

Concept van chemisch evenwicht

Beschouw een omkeerbare reactie:

A + B <=> C + D

Naarmate de reactie vordert, stijgen de concentraties van C en D, terwijl A en B dalen. Uiteindelijk worden de voorwaartse en achterwaartse reactiesnelheden gelijk en de concentraties plat. Dit dynamische evenwicht is het kenmerk van chemisch evenwicht.

Soorten chemisch evenwicht

Evenwichten kunnen worden ingedeeld in:

• Homogeen – reactanten en producten bevinden zich in dezelfde fase.
• Heterogeen – reactanten en producten bevinden zich in verschillende fasen.

Voorwaarden voor evenwicht

Wil een systeem een evenwicht bereiken, dan moet het volgende gelden:

• Alle meetbare eigenschappen (concentratie, druk, kleur, etc.) blijven constant bij een vaste temperatuur.
• Het systeem kan evenwicht bereiken vanuit voorwaartse of achterwaartse richting.
• Een katalysator kan de benadering van het evenwicht versnellen, maar verandert zijn positie niet.
• Het evenwicht is inherent dynamisch.

Factoren die het evenwicht verschuiven

Het principe van Le Chatelier voorspelt hoe een systeem reageert op verstoringen:

• Concentratieveranderingen – Het toevoegen van reactant stuwt de reactie vooruit; het toevoegen van een product drijft het achteruit.
• Temperatuur – Het verhogen van de temperatuur bevordert de endotherme richting; het verlagen van de temperatuur bevordert de exotherme richting.
• Druk – Toenemende druk (afnemend volume) verschuift het evenwicht naar de kant met minder gasmoleculen.
• Katalysatoren – Versnel beide richtingen evenveel, waardoor de tijd om het evenwicht te bereiken wordt verkort.
• Inerte gassen – Bij constant volume hebben ze geen effect; bij constante druk kunnen ze de totale druk beïnvloeden.