Jede reversible Reaktion führt schließlich zu einer Mischung aus Reaktanten und Produkten, die sich nicht mehr verändert – nicht weil die Reaktion stoppt, sondern weil die Vorwärts- und Rückwärtsgeschwindigkeiten gleich werden. Die Gleichgewichtskonstante Kc ist die einzelne Zahl, die Ihnen sagt, wo dieser Gleichgewichtspunkt liegt, und der Reaktionsquotient Q sagt Ihnen, wie weit eine bestimmte Mischung von diesem Gleichgewichtspunkt entfernt ist.
So wird Kc berechnet
Für eine ausgeglichene Gleichung aA + bB ⇌ cC + dD definiert das Massenwirkungsgesetz Kc = ([C]^c × [D]^d) ÷ ([A]^a × [B]^b), unter Verwendung von Gleichgewichtskonzentrationen in mol/L. Jede Konzentration wird mit der Potenz ihres Koeffizienten in der ausgeglichenen Gleichung erhöht – nicht der Anzahl der Moleküle in einem einzelnen Reaktionsereignis, sondern des stöchiometrischen Koeffizienten nach dem Ausgleich. Reine Feststoffe und reine Flüssigkeiten bleiben im Ausdruck gänzlich außen vor, da ihre Aktivität als 1 definiert ist und unabhängig davon, wie viel Feststoff oder Flüssigkeit vorhanden ist, konstant bleibt.
Ablesen der Größe von Kc
Kc hat keinen festen „guten“ oder „schlechten“ Wert – er beschreibt lediglich, wo sich das Gleichgewicht bei einer bestimmten Temperatur befindet. Ein großer Kc (dieser Rechner kennzeichnet Kc ≥ 10 als „bevorzugte Produkte“) bedeutet, dass im Gleichgewicht der Zähler (Produkte) viel größer ist als der Nenner (Reaktanten), sodass die Reaktion weitgehend Reaktanten in Produkte umgewandelt hat. Ein kleiner Kc-Wert (Kc ≤ 0,1, „Reaktanten bevorzugt“) bedeutet, dass das Gegenteil der Fall ist: Im Gleichgewicht verbleiben die meisten Reaktanten und es hat sich nur sehr wenig Produkt gebildet. Werte dazwischen bedeuten, dass die Gleichgewichtsmischung vergleichbare, nicht triviale Mengen beider Seiten enthält.
Verwenden von Q, um vorherzusagen, in welche Richtung sich eine Reaktion verschieben wird
Der Reaktionsquotient Q hat genau die gleiche Formel wie Kc, aber Sie können die Konzentrationen jedem Zeitpunkt eingeben – in dem Moment, in dem Sie die Reaktanten mischen, mitten in der Reaktion oder nach einer Störung wie dem Hinzufügen mehrerer Spezies. Der Vergleich von Q mit Kc verrät Ihnen den nächsten Schritt der Reaktion: Q < Kc bedeutet, dass im Verhältnis zu den Reaktanten noch nicht genügend Produkte vorhanden sind, sodass die Vorwärtsreaktion fortgesetzt wird. Q > Kc bedeutet, dass es einen vorübergehenden Produktüberschuss gibt, sodass die Rückreaktion abläuft; und Q = Kc bedeutet, dass sich das System bereits im Gleichgewicht befindet und die Konzentrationen stabil bleiben (bis etwas sie stört, gemäß dem Prinzip von Le Châtelier).