6.2 De micro-aanpak van evenwichten

Op microschaal stellen we ons voor dat in een oplossing van azijnzuur de azijnzuurmoleculen botsen op water en daarbij soms een H⁺ kwijtraken waarbij H₃O⁺ en Ac- ionen ontstaan. Maar die + en - ionen kunnen ook weer elkaar treffen en overgaan in HAc en H₂O :

HAc + H₂O ⇆ H₃O⁺ + Ac^-

Bij de afleiding die volgt gaan we uit van een 1 liter oplossing. Het aantal mol HAc dat per seconde splitst noemen we de reactiesnelheid naar rechts: RS $\rightarrow$
Het aantal mol Hac dat per seconde teruggevormd wordt noemen we de reactiesnelheid naar links: RS $\leftarrow$
BIj evenwicht moet gelden

RS $\rightarrow$ = RS $\leftarrow$

Op grond van deze aannames komen we tot de volgende formule:
RS = k_r. [ HAc] . [H₂O]
in woorden: De reactiesnelheid is evenredig met de concentratie van HAc én de concentratie van H₂O

Men noemt k_r de evenredigheidsconstante (voor de reactie naar rechts). Die k_r is echter niet helemaal een constante, een hogere temperatuur zorgt ervoor dat de reactie sneller verloopt en daarbij hoort een hogere waarde voor k_r.

Voor de reactie naar links levert dezelfde redenering op dat:
RS $\leftarrow$ = k_l . [H₃O⁺] . [Ac^-]

De eis voor het evenwicht was:
RS $\rightarrow$ = RS $\leftarrow$

Dus k_r. [ Hac] . [H₂O] = k_l . [H₃O⁺] . [Ac^-]

Omwerken levert:

${{[H_3O⁺]\cdot [Ac⁻]}\over {[HAc]\cdot [H_2O]}}={k_r\over k_l}$

We vervangen door een nieuwe constante K

${{[H_3O⁺]\cdot [Ac⁻]}\over {[HAc]\cdot [H_2O]}}={K}$

We noemen de linkerkant van deze formule de concentratiebreuk.

Voor een evenwicht geldt dus dat die concentratiebreuk een vast waarde heeft. Die vaste waarde geldt echter alleen zolang de temperatuur niet verandert. Daarom wordt de constante vaak aangegeven als K(T).

Dat bij een evenwicht de concentratiebreuk een vaste waarde heeft, noemt men de evenwichtsvoorwaarde. Voor elk evenwicht kan een evenwichtsvoorwaarde worden opgesteld. ( daarover later meer).