Guldberg-Waagův zákon

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· c_A · c_B

a obdobně pro zpětnou reakci platí:

v₂ = k₂· c_C · c_D

v₁,v₂ ............................ rychlost přímé a zpětné reakce

k₁,k₂ ............................ rychlostní konstanty pro dané děje

c_A, c_B, c_C, c_D ............... molární koncentrace reaktantů a produktů

Pro rovnováhu, kdy v₁ = v₂, lze napsat:

k₁· c_A · c_B = k₂· c_C · c_D

resp.

k₁/ k₂ = c_C · c_D / c_A · c_B = 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.

Zdroje

FLEMR, Vratislav a Bohuslav DUŠEK. Chemie I/Obecná a anorganická. 1. vydání. Praha: SPN, 2001, ISBN 80-7235-147-8.
HONZA, Jaroslav a Aleš MAREČEK. Chemie pro čtyřletá gymnázia 1. díl. Brno: DaTaPrintBrno, 1996, ISBN 80-902200-4-5.
ŠRÁMEK, Vratislav a Ludvík KOSINA. Obecná a anorganická chemie. 1. vydání. Olomouc: FIN, 1996, ISBN 80-7182-003-2.