Equilíbrio químico, uma condição no curso de uma reação química reversível na qual não ocorre nenhuma alteração líquida nas quantidades de reagentes e produtos. Uma reação química reversível é aquela em que os produtos, assim que são formados, reagem para produzir os reagentes originais. No equilíbrio, as duas reações opostas acontecem em velocidades ou velocidades iguais, portanto, não há mudança líquida nas quantidades de substâncias envolvidas. Nesse ponto, a reação pode ser considerada concluída; isto é, para algumas condições de reação especificadas, a conversão máxima de reagentes em produtos foi atingida.
líquido: propriedades de equilíbrio
É fornecida uma descrição quantitativa das propriedades da solução líquida quando o sistema está em equilíbrio, relacionando a pressão de vapor de
As condições que pertencem ao equilíbrio podem receber formulação quantitativa. Por exemplo, para a reação reversível A ⇋ B + C, a velocidade da reação à direita, r 1, é dada pela expressão matemática (baseada na lei da ação de massa) r 1 = k 1 (A), em que k 1 é a constante da taxa de reação e o símbolo entre parênteses representa a concentração de A. A velocidade da reação à esquerda, r 2, é r 2 = k 2 (B) (C). Em equilíbrio, r 1 = r 2, portanto:
O subscrito e representa condições em equilíbrio. Para uma dada reação, em alguma condição especificada de temperatura e pressão, a razão entre as quantidades de produtos e reagentes presentes no equilíbrio, cada uma elevada a suas respectivas potências, é uma constante, designada a constante de equilíbrio da reação e representada pelo símbolo K. O valor da constante de equilíbrio varia com a temperatura e a pressão de acordo com o princípio de Le Chatelier (ver Le Chatelier, Henry-Louis).
Por métodos de mecânica estatística e termodinâmica química, pode ser demonstrado que a constante de equilíbrio está relacionada à mudança na quantidade termodinâmica denominada energia livre padrão de Gibbs que acompanha a reação. A energia livre padrão de Gibbs da reação, ΔG °, que é a diferença entre a soma das energias livres padrão dos produtos e a dos reagentes, é igual ao logaritmo natural negativo da constante de equilíbrio multiplicado pelo chamado constante de gás R e a temperatura absoluta T:
A equação permite o cálculo da constante de equilíbrio, ou das quantidades relativas de produtos e reagentes presentes no equilíbrio, a partir de valores medidos ou derivados de energias livres padrão de substâncias.
