Guldberg – Waagův zákon
Chemická reakce může probíhat buď za úplného zreagování výchozích látek na produkty, nebo se mohou v reakční soustavě vyskytovat jak výchozí látky, tak produkty. V prvním případě se jedná o nevratnou reakci a její chemická rovnováha je zcela posunuta ve prospěch produktů.
V druhém případě, u vratné reakce, se ustanovuje chemická rovnováha a je možné ovlivňovat její posun související s množstvím a koncentrací jak výchozích látek, tak i produktů.
Roku 1863 vyjádřili norští chemici C. M. Guldberg a P. Waage obecné vztahy, které aplikovali na problém chemické rovnováhy. Poznali, že chemická rovnováha je stavem dynamickým a že je charakterizována nikoli tím, že veškeré interakce ustanou, ale tím, že rychlost uvažované reakce se právě vyrovná s rychlostí reakce opačné.
A + B ⇄ C + D
Kinetická rovnice:
v1 = k1· cA · cB
a obdobně pro zpětnou reakci platí:
v2 = k2 · cC · cD
v1,v2 ............................ rychlost přímé a zpětné reakce
k1,k2 ............................ rychlostní konstanty pro dané děje
cA, cB, cC, cD ............... molární koncentrace reaktantů a produktů
Pro rovnováhu, kdy v1 = v2, lze napsat:
k1· cA · cB = k2· cC · cD
resp.
k1/ k2 = cC · cD / cA · cB = K
Pro obecnější případ, kdy reakční rovnice má tvar:
aA + bB ⇄ cC + dD
Rovnovážná konstanta pak bude mít tvar:
Tato rovnice je vyjádřením Guldbergova-Waagova zákona chemické rovnováhy.
Příklad:
Odvoďte rovnovážnou konstantu pro syntézu amoniaku:
N2 + 3 H2 ⇄ 2 NH3
výsledek:
Hodnota rovnovážné konstanty je závislá pouze na teplotě.
