Unterschied zwischen Reaktionsquotienten und Gleichgewichtskonstante

Hauptunterschied - Reaktionsquotient vs. Gleichgewichtskonstante

Alle chemischen Reaktionen, die in einem System ablaufen, können entweder als Gleichgewichtsreaktionen oder Nichtgleichgewichtsreaktionen erkannt werden. Eine Reaktion wird zu einer Gleichgewichtsreaktion, wenn die Reaktanten nicht vollständig in ihre Ionen dissoziiert sind. Nichtgleichgewichtsreaktionen umfassen die vollständige Ionisierung der Reaktanten. Reaktionsquotient und Gleichgewichtskonstante sind zwei Begriffe, die zur Erklärung der chemischen Reaktionen in einem System verwendet werden. Der Reaktionsquotient gibt Aufschluss über die in einem Reaktionsgemisch vorhandenen Mengen an chemischen Spezies. Die Gleichgewichtskonstante ist das Verhältnis zwischen den Produktkonzentrationen und den Konzentrationen der Reaktanten. Das Hauptunterschied zwischen Reaktionsquotienten und Gleichgewichtskonstante ist das Der Reaktionsquotient kann jederzeit für eine Reaktion berechnet werden, während die Gleichgewichtskonstante am Gleichgewichtspunkt berechnet wird.

Wichtige Bereiche

1. Was ist ein Reaktionsquotient?
      - Definition, Berechnungsformel, Beispiele
2. Was ist Gleichgewichtskonstante?
      - Definition, Anwendung, Beispiele
3. Welche Beziehung besteht zwischen dem Reaktionsquotienten und der Gleichgewichtskonstante?
      - Zusammenhänge erklärt
4. Was ist der Unterschied zwischen Reaktionsquotienten und Gleichgewichtskonstante?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Gleichgewicht, Gleichgewichtskonstante, Ionisierung, Reaktanten, Reaktionsquotient, Stöchiometrie

Was ist ein Reaktionsquotient?

Der Reaktionsquotient ist das Verhältnis zwischen den Produktkonzentrationen und den Konzentrationen der Reaktanten. Dies kann mathematisch wie folgt abgekürzt werden. Betrachten wir die folgende Reaktion.

N_{2 (g)}   +   3H_{2 (g)}           ↔ 2NH_{3 (g)}

Der Reaktionsquotient für diese Reaktion kann wie folgt angegeben werden. Beim Schreiben des Reaktionsquotienten sollte auch die Stöchiometrie der Komponenten berücksichtigt werden. Hierbei wird auch der stöchiometrische Koeffizient berücksichtigt, der das Verhältnis der Komponenten angibt. Die Konzentration wird auf die Stärke dieses Koeffizienten angehoben.

Der Reaktionsquotient für die obige Reaktion ist,

Reaktionsquotient (Qc) = [NH_{3 (g)}] ² / [N_{2 (g)}] [H2 _(G)] ³

Der Reaktionsquotient kann zu jeder Zeit der Reaktion berechnet werden. Das heißt, der Reaktionsquotient eines Systems kann für eine Reaktion berechnet werden, bevor sie das Gleichgewicht erreicht, wenn eine Änderung des Gleichgewichts erfolgt ist oder wenn sich die Reaktion im Gleichgewicht befindet.

Anstelle der Konzentration der Komponenten kann auch die "Aktivität" jeder Komponente zur Berechnung des Reaktionsquotienten verwendet werden. Die Aktivität eines Stoffes beschreibt das chemische Potenzial dieses Stoffes.

Was ist Gleichgewichtskonstante?

Die Gleichgewichtskonstante ist das Verhältnis zwischen den Produktkonzentrationen und den Konzentrationen der Reaktanten im Gleichgewicht. Dieser Begriff wird nur bei Reaktionen verwendet, die sich im Gleichgewicht befinden. Der Reaktionsquotient und die Gleichgewichtskonstante sind für Reaktionen im Gleichgewicht gleich.

Die Gleichgewichtskonstante wird auch als die Konzentration angegeben, die auf die Leistung stöchiometrischer Koeffizienten angehoben wird. Die Gleichgewichtskonstante ist von der Temperatur des betrachteten Systems abhängig, da die Temperatur die Löslichkeit der Komponenten und die Volumenausdehnung beeinflusst. Die Gleichung für die Gleichgewichtskonstante enthält jedoch keine Details zu Feststoffen, die zu den Reaktanten oder Produkten gehören. Es werden nur die Substanzen in der Flüssigphase und in der Gasphase betrachtet.

Betrachten wir zum Beispiel das Gleichgewicht zwischen Kohlensäure- und Bicarbonation.

H₂CO_{3 (aq)}        ↔ HCO₃^-_(aq)         +        H⁺ _(aq)

Die Gleichgewichtskonstante für die obige Reaktion ist wie folgt angegeben.

Gleichgewichtskonstante (K) = [HCO₃^-_(aq)] [H⁺ _(aq)] / [H₂CO_{3 (aq)}]

Beziehung zwischen Reaktionsquotienten und Gleichgewichtskonstante

• Wenn der Wert des Reaktionsquotienten (Q) höher ist als der der Gleichgewichtskonstante (K), bevorzugt die Reaktion die Reaktanten, da die Menge der Produkte im System höher ist als die der Reaktanten. Dann neigt die Reaktion dazu, mehr Reaktanten zu bilden, um das Gleichgewicht konstant zu halten.
• Wenn Q niedriger als K ist, besteht das System aus mehr Reaktanten als Produkten. Daher neigt die Reaktion dazu, mehr Produkte zu bilden, um das Gleichgewicht zu halten.
• Wenn Q und K gleich sind, ist das Reaktionsgemisch im Gleichgewicht.

Unterschied zwischen Reaktionsquotienten und Gleichgewichtskonstante

Definition

Reaktionsquotient: Der Reaktionsquotient ist das Verhältnis zwischen den Produktkonzentrationen und den Konzentrationen der Reaktanten.

Gleichgewichtskonstante: Die Gleichgewichtskonstante ist das Verhältnis zwischen den Produktkonzentrationen und den Konzentrationen der Reaktanten im Gleichgewicht.

Anwendung

Reaktionsquotient: Der Reaktionsquotient kann für jeden Punkt der Reaktion verwendet werden (vor dem Erreichen des Gleichgewichts oder danach).

Gleichgewichtskonstante: Die Gleichgewichtskonstante kann nur für den Punkt verwendet werden, an dem sich die Reaktionen im Gleichgewicht befinden.

Details zur Richtung

Reaktionsquotient: Der Reaktionsquotient gibt Aufschluss darüber, in welche Richtung die Reaktion abläuft.

Gleichgewichtskonstante: Die Gleichgewichtskonstante gibt keine Details über die Richtung an, in der die Reaktion ablaufen wird.

Wert

Reaktionsquotient: Der Wert des Reaktionsquotienten ist während des Fortschreitens der Reaktion von Zeit zu Zeit verschieden.

Gleichgewichtskonstante: Der Wert der Gleichgewichtskonstante ist für ein bestimmtes Gleichgewicht bei einer bestimmten Temperatur konstant.

Fazit

Es besteht ein deutlicher Unterschied zwischen dem Reaktionsquotienten und der Gleichgewichtskonstante, obwohl beide gleich aussehen. Dies liegt daran, dass der Reaktionsquotient die Konzentration der Komponenten an jedem Punkt der Reaktion umfasst, während die Gleichgewichtskonstante die Konzentrationen jeder Komponente im Gleichgewicht einschließt. Daher ist es sehr wichtig, die korrekten Details für jeden Ausdruck dieser Reaktionen zu verwenden.

Verweise:

1. "Der Reaktionsquotient". Chemistry LibreTexts. Libretexts, 09. April 2017. Web. Hier verfügbar. 13. Juli 2017.

Bildhöflichkeit:

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