Differenza principale - Quoziente di reazione vs Costante di equilibrio

Tutte le reazioni chimiche che avvengono in un sistema possono essere riconosciute come reazioni di equilibrio o reazioni di non equilibrio. Una reazione diventa una reazione di equilibrio quando i reagenti non sono completamente dissociati nei loro ioni. Le reazioni di non equilibrio includono la completa ionizzazione dei reagenti. Il quoziente di reazione e la costante di equilibrio sono due termini usati per spiegare le reazioni chimiche che avvengono in un sistema. Il quoziente di reazione dà un'idea delle quantità di specie chimiche presenti in una miscela di reazione. La costante di equilibrio è il rapporto tra le concentrazioni dei prodotti e le concentrazioni dei reagenti. Il differenza principale tra quoziente di reazione e costante di equilibrio è che il quoziente di reazione può essere calcolato per una reazione in qualsiasi momento mentre la costante di equilibrio viene calcolata nel punto di equilibrio.

Aree chiave coperte

1. Cos'è il quoziente di reazione? - Definizione, equazione per il calcolo, esempi 2. Cos'è la costante di equilibrio? - Definizione, applicazione, esempi 3. Qual è la relazione tra quoziente di reazione e costante di equilibrio? – Correlazioni spiegate 4. Qual è la differenza tra quoziente di reazione e costante di equilibrio? – Confronto delle differenze chiave

Termini chiave: equilibrio, costante di equilibrio, ionizzazione, reagenti, quoziente di reazione, stechiometria

Cos'è il quoziente di reazione?

Il quoziente di reazione è il rapporto tra le concentrazioni dei prodotti e le concentrazioni dei reagenti. Questo può essere abbreviato matematicamente come di seguito. Consideriamo la seguente reazione.

n_{2 (g)} + 3H_{2 (g)} 2NH_{3 (g)}

Il quoziente di reazione per questa reazione può essere dato come di seguito. Quando si scrive il quoziente di reazione, si dovrebbe considerare anche la stechiometria dei componenti. Qui viene considerato anche il coefficiente stechiometrico che mostra il rapporto tra i componenti. La concentrazione è elevata alla potenza di tale coefficiente.

Il quoziente di reazione per la reazione di cui sopra è,

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

Il quoziente di reazione può essere calcolato in qualsiasi momento della reazione. Ciò significa che il quoziente di reazione di un sistema può essere calcolato per una reazione prima che raggiunga l'equilibrio, quando si è verificato un cambiamento nell'equilibrio o quando la reazione è in equilibrio.

Al posto della concentrazione dei componenti, per calcolare il quoziente di reazione è possibile utilizzare anche l'“attività” di ciascun componente. L'attività di una sostanza descrive il potenziale chimico di quella sostanza.

Cos'è la costante di equilibrio?

La costante di equilibrio è il rapporto tra le concentrazioni dei prodotti e le concentrazioni dei reagenti all'equilibrio. Questo termine è usato solo con reazioni che sono in equilibrio. Il quoziente di reazione e la costante di equilibrio sono gli stessi per le reazioni che sono in equilibrio.

La costante di equilibrio è data anche dalle concentrazioni elevate alla potenza dei coefficienti stechiometrici. La costante di equilibrio dipende dalla temperatura del sistema considerato poiché la temperatura influenza la solubilità dei componenti e l'espansione del volume. Tuttavia, l'equazione per la costante di equilibrio non include dettagli sui solidi che sono tra i reagenti oi prodotti. Vengono considerate solo le sostanze in fase liquida e in fase gassosa.

Ad esempio, consideriamo l'equilibrio tra acido carbonico e ione bicarbonato.

h₂CO_{3 (ac)} HCO₃^–_(ac) + H⁺ _(ac)

La costante di equilibrio per la reazione di cui sopra è data come di seguito.

Costante di equilibrio (K) = [HCO₃^–_(ac)] [H⁺ _(ac)] / [H₂CO_{3 (ac)}]

Relazione tra quoziente di reazione e costante di equilibrio

Differenza tra quoziente di reazione e costante di equilibrio

Definizione

Quoziente di reazione: Il quoziente di reazione è il rapporto tra le concentrazioni dei prodotti e le concentrazioni dei reagenti.

Equilibrio costante: La costante di equilibrio è il rapporto tra le concentrazioni dei prodotti e le concentrazioni dei reagenti all'equilibrio.

Applicazione

Quoziente di reazione: Il quoziente di reazione può essere utilizzato per qualsiasi punto della reazione (prima che raggiunga l'equilibrio o dopo).

Equilibrio costante: La costante di equilibrio può essere utilizzata solo per il punto in cui le reazioni sono in equilibrio.

Dettagli della direzione

Quoziente di reazione: Il quoziente di reazione dà un'idea della direzione in cui procederà la reazione.

Equilibrio costante: La costante di equilibrio non fornisce alcun dettaglio sulla direzione in cui procederà la reazione.

Valore

Quoziente di reazione: Il valore del quoziente di reazione è diverso di volta in volta durante la progressione della reazione.

Equilibrio costante: Il valore della costante di equilibrio è costante per un particolare equilibrio a una particolare temperatura.

Conclusione

C'è una netta differenza tra il quoziente di reazione e la costante di equilibrio sebbene entrambi sembrino uguali. Questo perché il quoziente di reazione include la concentrazione dei componenti in qualsiasi punto della reazione mentre la costante di equilibrio include le concentrazioni di ciascun componente all'equilibrio. Pertanto, è molto importante utilizzare i dettagli corretti per ciascun termine di queste reazioni.

Riferimenti:

1. "Il quoziente di reazione". Chimica LibreTexts. Libretexts, 9 aprile 2017. Web. Disponibile qui. 13 luglio 2017.

Cortesia dell'immagine:

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