Door Lee Johnson, bijgewerkt op 30 augustus 2022

Wat is het reactiequotiënt?

Het reactiequotiënt, gesymboliseerd als Q , is een kwantitatieve maatstaf voor de relatieve concentraties van reactanten en producten in een omkeerbare reactie op elk moment. Het wordt berekend met hetzelfde stoichiometrische raamwerk als de evenwichtsconstante, maar anders dan K , het is van toepassing op systemen die nog niet in evenwicht zijn.

Hoe Q verschilt van de evenwichtsconstante (K)

Beide Q en K delen een gemeenschappelijke wiskundige vorm:

Q = {[C]^c [D]^d} / {[A]^a [B]^b}

Echter, K is alleen geldig als de voorwaartse en achterwaartse reactiesnelheden gelijk zijn, dat wil zeggen dat het systeem in evenwicht is. Wanneer een reactie een evenwicht bereikt, Q is automatisch gelijk aan K , maar vóór dat punt Q kan elke waarde zijn, die ons in de richting wijst waarin de reactie zich zal ontwikkelen.

Vraag berekenen:de formule

Voor een algemene reactie:

aA + bB <=> cC + dD

Het reactiequotiënt wordt als volgt berekend:

Q = ([C]^c [D]^d) / ([A]^a [B]^b)

Belangrijke punten om te onthouden:

• Vierkante haakjes geven de activiteiten aan van elke soort.
• Voor pure vaste stoffen of vloeistoffen is de activiteit 1, dus deze kunnen worden weggelaten uit de uitdrukking.
• Gebruik molfracties voor oplosmiddelen, partiële druk (of molariteit) voor gassen en molariteit voor opgeloste stoffen.

Voorbeeldberekening

Beschouw de gasfasereactie:

CO(g) + H₂O(g) <=> CO₂(g) + H₂(g)

Gegeven:

• [CO] =1 miljoen
• [H₂O] =1M
• [CO₂] =2M
• [H₂] =2M
• K =1

Omdat alle stoichiometrische coëfficiënten 1 zijn, wordt de vergelijking vereenvoudigd tot:

Q = ([CO₂][H₂]) / ([CO][H₂O])

De waarden vervangen:

Q = (2 × 2) / (1 × 1) = 4

Omdat Q (4)> K (1) heeft het systeem meer producten dan er bij evenwicht zouden bestaan, wat wijst op een verschuiving naar de reactanten.

Vraag interpreteren

• V> K :Overtollige producten – de reactie zal in de omgekeerde richting verlopen, waarbij producten worden geconsumeerd en reactanten worden gevormd.
• Q =K :Evenwicht wordt bereikt – er vindt geen netto verandering plaats tenzij een externe verstoring (temperatuur, druk, concentratie) wordt toegepast.
• V :Overtollige reactanten – de reactie zal naar voren verschuiven om meer producten te produceren.