29.2.3 Toepassen van de evenwichtsconstante

De evenwichtsvoorwaarde bevat de breuk  [C]c [D]d … / [A]a [B]b … Als de waarde van deze breuk gelijk is aan K, dan is het reactiemengsel in evenwicht. Is dat niet zo, dan kan men voorspellen in welke richting de reactie zal verlopen:

  • Als de breuk < K, dan zal de reactie naar rechts verlopen.
    Hierdoor neemt de teller toe en de noemer af, totdat de waarde van de breuk gelijk is als K.
  • Als de breuk > K, dan zal de reactie naar links verlopen.
    Hierdoor neemt de teller af en de noemer toe, totdat de waarde van de breuk gelijk is als K.

Voorbeeld:Beschouw de reactie $2 \; \text{NO}_2 \; \text{(g)} \rightleftharpoons 2 \; \text{NO (g)} + \text{O}_2 \; \text{(g)}.$. Bij een temperatuur van 230˚C geldt $K = 1,6 \cdot 10^{-6}$. De gassen in het reactiemengsel hebben op een bepaald moment de volgende concentraties: $$[\text{NO}_2] = 3,2 \; \text{mol/L}, [\text{NO}] = 0,068 \; \text{mol/L,} \; [\text{O}_2] = 0,0081 \; \text{mol/L}.$$

In welke richting zal de reactie verlopen?

  • De evenwichtsvoorwaarde is
$$\frac{[\text{O}_2][\text{NO}_2]^2}{[\text{NO}]^2} = K = 1,6 \cdot 10^{-6}.$$
  • In de gegeven situatie heeft de breuk de waarde
$$\frac{[\text{O}_2][\text{NO}_2]^2}{[\text{NO}]^2} = \frac{(0,068)^2 \cdot (0,0081)}{(3,2)^2} = 3,7 \cdot 10^{-6}.$$
  • Deze waarde is groter dan de evenwichtsconstante K. De reactie zal dus naar links verlopen. Op deze manier verdwijnen er NO en O2, en wordt er meer NO2 gevormd, zodat de waarde van de breuk afneemt.