A kémiai egyensúly az emelt szintű érettségi egyik legtöbb pontot érő témaköre, mert egyszerre kér számolást és indoklást. Az egyensúlyi állandó felírása mechanikus, a Le Chatelier-elv alkalmazása viszont valódi megértést igényel.
Mit kell tudni erről a témakörről az emelt szintű érettségin?
- A megfordítható reakció akkor van egyensúlyban, ha az oda- és visszaalakulás sebessége megegyezik.
- Az egyensúly dinamikus: a reakciók nem állnak le, csak az anyagmennyiségek nem változnak.
- Az egyensúlyi állandó: K = [termékek szorzata] / [kiindulási anyagok szorzata], mindegyik az együtthatóval mint kitevővel.
- K értéke csak a hőmérséklettől függ — koncentrációtól és nyomástól nem.
- Le Chatelier-elv: a zavarásra a rendszer olyan irányban tolódik el, amely csökkenti a zavarás hatását.
- Nyomásnövelés a kisebb gázmólszám felé tolja az egyensúlyt; hőmérséklet-emelés az endoterm irányba.
- A katalizátor nem tolja el az egyensúlyt, csak gyorsabban éri el azt.
Kidolgozott mintafeladat
Egy 1 dm³-es edényben 1 mol H₂ és 1 mol I₂ reagál. Egyensúlyban 1,6 mol HI van jelen. Mekkora az egyensúlyi állandó? (H₂ + I₂ ⇌ 2 HI)
Megoldás
- 1A keletkezett HI 1,6 mol, az egyenlet szerint 2 mol HI-hoz 1-1 mol H₂ és I₂ fogy.
- 2Elfogyott H₂: 1,6 / 2 = 0,8 mol; ugyanennyi I₂ is elfogyott.
- 3Egyensúlyi anyagmennyiségek: H₂: 1 − 0,8 = 0,2 mol; I₂: 0,2 mol; HI: 1,6 mol.
- 4Mivel a térfogat 1 dm³, a koncentrációk számértéke megegyezik az anyagmennyiségekkel.
- 5K = [HI]² / ([H₂]·[I₂]) = 1,6² / (0,2 · 0,2) = 2,56 / 0,04 = 64.
Az egyensúlyi állandó K = 64.
Tipikus hibák, amiket érdemes elkerülni
- Az egyensúlyi állandóban az együtthatókat nem kitevőként használják.
- A kiindulási koncentrációkkal számolnak az egyensúlyi értékek helyett.
- Elfelejtik a térfogattal osztani, amikor az nem 1 dm³.
- Azt hiszik, a katalizátor eltolja az egyensúlyt — pedig csak a beállás sebességét növeli.
Nézd meg a teljes videóleckét ebből a témakörből
Czirók Ede kb. 40 perces videójában lépésről lépésre, több kidolgozott feladaton keresztül vezeti végig a témakört. Regisztráció után egy perces előnézetet ingyen megnézhetsz.
Gyakori kérdések
Mit jelent, ha az egyensúlyi állandó nagyon nagy?
Azt, hogy az egyensúly erősen a termékek felé tolódott el, vagyis a reakció gyakorlatilag végbemegy. Ha K nagyon kicsi, az egyensúly a kiindulási anyagok oldalán van, és alig keletkezik termék. A K = 1 körüli érték azt jelenti, hogy egyensúlyban összemérhető mennyiségben van jelen mindkét oldal.
Hogyan befolyásolja a nyomás az egyensúlyt?
Csak akkor van hatása, ha a két oldalon eltérő a gáz-halmazállapotú anyagok mólszáma. Nyomásnövelésre az egyensúly a kisebb gázmólszámú oldal felé tolódik, mert így csökken a nyomás. Ha a két oldalon azonos a gázmólszám, a nyomás nem befolyásolja az egyensúlyt.