A kémiai folyamatok iránya
A kémiai folyamatokat csoportosíthatjuk aszerint, hogy milyen irányba játszódhatnak le. Azokat a reakciókat, amelyek csak egy irányba játszódhatnak le, egyirányú reakcióknak hívjuk. Vannak olyan reakciók is, amelyek két irányba is lejátszódhatnak, ezeket kétirányú, vagy egyensúlyi reakcióknak nevezzük. Most ezen utóbbiakkal fogunk foglalkozni.
1) Egyensúlyi Reakciók
A kémiai reakciók egy jó része egyensúly reakció, ami azt jelenti, hogy nemcsak átalakulás, hanem visszaalakulás is történik. A kiindulás oldalon található atomokat, illetve molekulákat, kiindulási anyagoknak hívjuk, a keletkezett oldalon található anyagokat pedig termékeknek. A jelölés kétirányú nyíllal történik. Gyakori kétirányú reakció pl. a széndioxid vízzel való reakciója, amely során szénsav keletkezik. Ezen reakciót úgy kell elképzelni, hogy az széndioxid és a víz, valamint a szénsav is jelen vannak a rendszerben, tehát nem végbemegy teljesen az adott reakció, hanem csak bizonyos százalékban alakulnak át a kiindulási anyagok.
A rendszernek azon állapotát amikor is a koncentrációváltozások megszűnnek, egyensúlyi állapotnak, vagy dinamikus egyensúlynak nevezzük. Az egyensúlyi állapotot, úgyis meg lehet fogalmazni, hogy ilyen állapotban megegyezik az átalakulás és a visszaalakulás sebessége.
Az egyensúlyi reakcióknál beszéltünk úgynevezett egyensúlyi állandóról, vagy tömeghatás törvényéről, amely így szól: Az egyensúlyra vezető kémiai reakció esetén, a termékek egyensúlyi koncentrációjának megfelelő hatványon vett szorzata osztva a kiindulási anyagok egyensúlyi koncentrációjának megfelelő hatványon vett szorzatával egy állandó érték. Az egyensúlyi állandó jele a K.
2) Az Egyensúlyi Állapot Befolyásolása
Az egyensúlyi állapot befolyásolása jelentős téma lesz az érettségi szempontjából, igen gyakori téma az érettségin. Alapja, a Le Chátelier & Braun elv, ami másnéven a legkisebb kényszer elve. Ez az elv azt mondja ki, hogy egy rendszer úgy tér ki az őt zavaró tényező alól, hogy azt a zavaró hatást megszüntesse.
Egyensúlyi állapot befolyásolásnál azt értjük, hogy a reakciót eltoljuk kiindulás, vagy átalakulás irányába.
Az egyik legjelentősebb egyensúly befolyásoló módszer, a koncentráció változtatás. Koncentráció változtatással, ha mondjuk a kiindulási anyagok koncentrációját növeljük akkor az átalakulás vagy másnéven a termékképződés irányába tolódik el az egyensúly, abban az esetben, ha a termékek koncentrációját növeljük, a kiindulási anyagok irányába tolódik el az egyensúly. Fontos, hogy itt egyensúlyban kell gondolkodnunk, tehát abban az esetben is eltolódik az egyensúly, ha nem koncentrációt nevelünk hanem koncentrációt csökkentünk, vagyis anyagot vonunk el az egyik oldalról. Pl. ha egy reakcióban valamelyik termék koncentrációját csökkentjük, akkor az olyan, mint hogyha kiindulási koncentrációt növelnénk, vagyis a reakció a termékképződés irányába tolódik el. Ugyanúgy a kiindulási anyagok koncentrációját, ha csökkentjük, akkor a folyamat a kiindulási anyagok irányába, vagy másnéven a vissza alakulás irányába tolódik el.
A reakciókat, lehet hőmérséklet változtatásával is befolyásolni, olyan reakciókat, amelyek endotermek tehát hőmérsékletet igényelnek, hőt vesznek fel a környezetüktől, melegítéssel az átalakulás, vagyis a termék képződés irányába tudjuk befolyásolni.
Az olyan reakciókat, amelyek exotermek, hőmérséklet növeléssel, a visszaalakulás irányában fogjuk eltolni, tehát az ilyen fajta reakcióknál a hőmérsékletet csökkenteni kell ahhoz, hogy a termékképződés irányába tolódjon el a reakció.
Bizonyos típusú reakciókat, lehet nyomásváltoztatással is befolyásolni. Nyomást változtatni lehet térfogat növeléssel, valamint csökkentéssel is. Abban az esetben, ha térfogatot növeljünk, akkor az nyomás csökkenést fog előidézni. Ha a térfogatot csökkentjük, abban az esetben a nyomás növekedése fog bekövetkezni.
Olyan reakciókat lehet nyomás változtatással, illetve térfogat változtatással befolyásolni amelyek esetén a kiindulási és a termék oldalon megfigyelhető Anyagmennyiség eltérés a molekulák esetén. pl. ha ammónia Szintézist vesszük, a bal oldalon található molekulák száma összesen négy, jobboldalt pedig összesen kettő Mol. Magyarul, ezt a reakciót, nyomás változtatással is lehet befolyásolni. Fontos, hogy a nyomás növelése, egy reakciót mindig abba az irányba tol el, amelyik irányba Kevesebb anyagmennyiségű molekula van jelen. Ez lehet mind kiindulás, mind átalakulás iránya.
Ugyanúgy nyomás csökkentése is lehet befolyásolni, az ilyen reakciókat. Nyomás csökkentése esetén, egy reakció arra tolódik el, amerre kevesebb anyagmennyiségű molekula van, tehát ez Szintén lehet kiindulás, valamit átalakulás iránya.