7.1 Dynamisk likevekt | Kjemi 1

Forstå reversible reaksjoner, dynamisk likevekt og hva det betyr at en likevekt ligger til høyre eller til venstre.

40 min

7 oppgaver

Reversible reaksjonerKjemisk likevektDynamisk likevektLikevektens beliggenhetLukket system

Du leser den tradisjonelle versjonen

Din fremgang i kapitlet

0 / 7 oppgaver

Kapitlets plass i kurset

Bygger på

5.2Konsentrasjon 6.3Reaksjonsfart

Brukes videre i

7.2Le Châteliers prinsipp 9.3Svake syrer og baser

Reversible reaksjoner

De fleste kjemiske reaksjoner vi har sett så langt har gått i én retning:

$\text{Reaktanter} \rightarrow \text{Produkter}$

Men mange reaksjoner er reversible – de kan gå i begge retninger:

$\text{Reaktanter} \rightleftharpoons \text{Produkter}$

Fremoverreaksjonen: Reaktanter → Produkter
Bakoverreaksjonen: Produkter → Reaktanter

Eksempel: Dannelse av ammoniakk

$\text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g)$

- Fremover: Nitrogen og hydrogen reagerer til ammoniakk
- Bakover: Ammoniakk dekomponerer til nitrogen og hydrogen

Viktig: Symbol $\rightleftharpoons$ betyr at reaksjonen går i begge retninger samtidig!

✏️Eksempel 1: Reversibel reaksjon

Skriv den reversible reaksjonen for dannelse av hydrogenjodid (HI) fra hydrogen (H₂) og jod (I₂).

Løsning:

Fremoverreaksjon: H₂ + I₂ → 2 HI
Bakoverreaksjon: 2 HI → H₂ + I₂

Reversibel reaksjon:

$\text{H}_2(g) + \text{I}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{HI}(g)$

Dette betyr at både dannelse og nedbrytning av HI skjer samtidig.

📝Oppgave 7-1

Reversible reaksjoner:

Hva betyr symbolet ⇌ i en kjemisk reaksjon?

Skriv den reversible reaksjonen: 2 SO₂ + O₂ ⇌ 2 SO₃

Hva er fremoverreaksjonen i b)?

Dynamisk likevekt

Når en reversibel reaksjon pågår i et lukket system, vil den til slutt nå likevekt.

Hva er kjemisk likevekt?

Kjemisk likevekt oppstår når:

1. Fremoverfarten = Bakfarten
2. Konsentrasjonene av reaktanter og produkter forblir konstante
3. Både fremover- og bakoverreaksjonen fortsetter å skje

Dette kalles dynamisk likevekt fordi reaksjonene fortsetter, men det er ingen netto endring.

Graf: Konsentrasjoner i likevekt

[Konsentrasjon]
  ↑
  │  [Reaktanter]
  │  ─────────────────────  (konstant)
  │
  │          [Produkter]
  │          ───────────────  (konstant)
  │
  │          ↑ Likevekt nådd
  │
  └────────────────────────────→ Tid

Viktig: I likevekt endres IKKE konsentrasjonene, men reaksjonene pågår fortsatt!

Graf: Reaksjonsfart i likevekt

Fart
  ↑
  │  Fremoverfart
  │  ╲
  │   ╲
  │    ───────────────────  (konstant)
  │   ╱  Bakfart
  │  ╱
  │ ╱
  │          ↑ Likevekt nådd
  │
  └────────────────────────────→ Tid

Ved likevekt: $v_\text{frem} = v_\text{bak}$

✏️Eksempel 2: Dynamisk likevekt

For reaksjonen N₂O₄(g) ⇌ 2 NO₂(g) er følgende observert:

- Ved t = 0: [N₂O₄] = 1,0 mol/L, [NO₂] = 0 mol/L
- Ved likevekt: [N₂O₄] = 0,6 mol/L, [NO₂] = 0,8 mol/L

a) Hva skjedde med [N₂O₄]?
b) Er systemet i likevekt?

Løsning:

a) Endring i [N₂O₄]:
$\Delta[\text{N}_2\text{O}_4] = 0{,}6 - 1{,}0 = -0{,}4 \text{ mol/L}$

Konsentrasjonen av N₂O₄ sank med 0,4 mol/L (dekomponerte til NO₂).

b) Likevekt:
Ved likevekt forblir konsentrasjonene konstante:
- [N₂O₄] = 0,6 mol/L (konstant)
- [NO₂] = 0,8 mol/L (konstant)

Ja, systemet er i dynamisk likevekt. Reaksjonene fortsetter, men fremoverfart = bakfart.

📝Oppgave 7-2

Dynamisk likevekt:

Hva betyr "dynamisk" i dynamisk likevekt?

I likevekt: fremoverfart = ?

Endres konsentrasjonene i likevekt?

Hvor ligger likevekten?

Ved likevekt er konsentrasjonene konstante, men de er sjelden like store. Vi beskriver likevektsblandingen med hvilken side av reaksjonslikningen som dominerer:

- Likevekten ligger til høyre: blandingen inneholder mest produkter. Reaksjonen har gått langt fremover før likevekt ble nådd.
- Likevekten ligger til venstre: blandingen inneholder mest reaktanter. Bare lite produkt er dannet ved likevekt.

Eksempel: Ammoniakk ved høy temperatur

$\text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g)$

Ved 500 °C og vanlig trykk består likevektsblandingen nesten bare av nitrogen og hydrogen. Likevekten ligger til venstre. Hvordan industrien likevel får laget ammoniakk, er tema i neste kapittel (Le Châteliers prinsipp).

Likevekt kan nås fra begge sider

Starter vi med bare $\text{N}_2\text{O}_4$ , dannes $\text{NO}_2$ til likevekt er nådd. Starter vi med bare $\text{NO}_2$ , dannes $\text{N}_2\text{O}_4$ . Ved samme temperatur, i samme volum og med like mange atomer totalt ender begge forsøkene med den samme likevektsblandingen.

Viktig: Hvor likevekten ligger, sier ingenting om hvor raskt likevekten nås. Det bestemmes av reaksjonsfarten (kapittel 6.3).

📝Oppgave 7-3

Hvor ligger likevekten?

Ved likevekt er 95 % av utgangsstoffet omdannet til produkter. Ligger likevekten til høyre eller til venstre?

For $\text{H}_2(g) + \text{I}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{HI}(g)$ inneholder likevektsblandingen mest HI. Hvor ligger likevekten?

En elev sier: «Likevekten ligger langt til høyre, så reaksjonen går raskt.» Har eleven rett?

📝Oppgave 7-4

For reaksjonen $\text{N}_2\text{O}_4(g) \rightleftharpoons 2\text{NO}_2(g)$ starter vi med 0,80 mol/L $\text{N}_2\text{O}_4$ og ikke noe $\text{NO}_2$ . Ved likevekt er $[\text{N}_2\text{O}_4] = 0{,}50$ mol/L.

Hvor mye har $[\text{N}_2\text{O}_4]$ sunket?

Hva er $[\text{NO}_2]$ ved likevekt?

Skisser hvordan de to konsentrasjonene endrer seg med tiden. Hva kjennetegner grafene når likevekt er nådd?

Likevekt krever et lukket system

En likevekt kan bare innstille seg når ingen av stoffene forsvinner fra reaksjonsblandingen.

Eksempel: Kalkbrenning

$\text{CaCO}_3(s) \rightleftharpoons \text{CaO}(s) + \text{CO}_2(g)$

- I en lukket beholder hoper $\text{CO}_2$ seg opp. Bakoverreaksjonen tar til, og systemet når likevekt.
- I en åpen digel slipper $\text{CO}_2$ ut. Bakoverreaksjonen får ikke noe $\text{CO}_2$ å reagere med, og all kalsiumkarbonat kan til slutt brytes ned.

Det samme skjer når en brusflaske åpnes: $\text{CO}_2$ forsvinner ut i lufta, og brusen blir flat.

📝Oppgave 7-5

Åpent og lukket system:

Kalsiumkarbonat varmes i en åpen digel. Kan systemet nå likevekt? Forklar.

Hvorfor blir brus flat når flasken står åpen?

Hva må til for at en reversibel reaksjon skal nå likevekt?

📝Oppgave 7-6

Sant eller usant?

I dynamisk likevekt stopper reaksjonene.

Ved likevekt er konsentrasjonene av reaktanter og produkter alltid like store.

At likevekten ligger til høyre, betyr at det er mest reaktanter.

En reversibel reaksjon i en åpen beholder der en gass slipper ut, kan nå likevekt.

📝Oppgave 7-7

Definisjoner og begreper:

Hva betyr reversibel reaksjon?

Hva er dynamisk likevekt?

Hva betyr det at en likevekt ligger til venstre?

Dette kapitlet er skrevet av Anthropics toppmodeller (Claude Opus og Claude Fable) og er foreløpig ikke manuelt gjennomgått — kvalitetskontrollen gjøres av uavhengige KI-agenter, og innmeldte feil rettes fortløpende. Funnet en feil? Meld fra, så retter vi den. Les mer om hvordan innholdet lages.