7.1 Dynamisk likevekt | Kjemi 1

Forstå reversible reaksjonar, dynamisk likevekt og kva det tyder at ei likevekt ligg til høgre eller til venstre.

40 min

7 oppgaver

Reversible reaksjonarKjemisk likevektDynamisk likevektKvar likevekta liggLukka 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 reaksjonar

Dei fleste kjemiske reaksjonane vi har sett så langt har gått i éi retning:

$\text{Reaktantar} \rightarrow \text{Produkt}$

Men mange reaksjonar er reversible – dei kan gå i begge retningar:

$\text{Reaktantar} \rightleftharpoons \text{Produkt}$

Framoverreaksjonen: Reaktantar → Produkt
Bakoverreaksjonen: Produkt → Reaktantar

Eksempel: Danning av ammoniakk

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

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

Viktig: Symbolet $\rightleftharpoons$ tyder at reaksjonen går i begge retningar samtidig!

✏️Eksempel 1: Reversibel reaksjon

Skriv den reversible reaksjonen for danning av hydrogeniodid (HI) frå hydrogen (H₂) og jod (I₂).

Løysing:

Framoverreaksjon: 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 tyder at både danning og nedbryting av HI skjer samtidig.

📝Oppgave 7-1

Reversible reaksjonar:

Kva tyder symbolet ⇌ i ein kjemisk reaksjon?

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

Kva er framoverreaksjonen i b)?

Dynamisk likevekt

Når ein reversibel reaksjon går føre seg i eit lukka system, vil han til slutt nå likevekt.

Kva er kjemisk likevekt?

Kjemisk likevekt oppstår når:

1. Framoverfarten = Bakfarten
2. Konsentrasjonane av reaktantar og produkt er konstante
3. Både framover- og bakoverreaksjonen held fram å skje

Dette blir kalla dynamisk likevekt fordi reaksjonane held fram, men det er ingen netto endring.

Graf: Konsentrasjonar i likevekt

[Konsentrasjon]
  ↑
  │  [Reaktantar]
  │  ─────────────────────  (konstant)
  │
  │          [Produkt]
  │          ───────────────  (konstant)
  │
  │          ↑ Likevekt nådd
  │
  └────────────────────────────→ Tid

Viktig: I likevekt endrar IKKJE konsentrasjonane seg, men reaksjonane går framleis føre seg!

Graf: Reaksjonsfart i likevekt

Fart
  ↑
  │  Framoverfart
  │  ╲
  │   ╲
  │    ───────────────────  (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 følgjande 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) Kva skjedde med [N₂O₄]?
b) Er systemet i likevekt?

Løysing:

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

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

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

Ja, systemet er i dynamisk likevekt. Reaksjonane held fram, men framoverfart = bakfart.

📝Oppgave 7-2

Dynamisk likevekt:

Kva tyder "dynamisk" i dynamisk likevekt?

I likevekt: framoverfart = ?

Endrar konsentrasjonane seg i likevekt?

Kvar ligg likevekta?

Ved likevekt er konsentrasjonane konstante, men dei er sjeldan like store. Vi skildrar likevektsblandinga med kva side av reaksjonslikninga som dominerer:

- Likevekta ligg til høgre: blandinga inneheld mest produkt. Reaksjonen har gått langt framover før likevekt vart nådd.
- Likevekta ligg til venstre: blandinga inneheld mest reaktantar. Berre lite produkt er danna ved likevekt.

Eksempel: Ammoniakk ved høg temperatur

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

Ved 500 °C og vanleg trykk består likevektsblandinga nesten berre av nitrogen og hydrogen. Likevekta ligg til venstre. Korleis industrien likevel får laga ammoniakk, er tema i neste kapittel (Le Châteliers prinsipp).

Likevekt kan nåast frå begge sider

Startar vi med berre $\text{N}_2\text{O}_4$ , blir det danna $\text{NO}_2$ til likevekt er nådd. Startar vi med berre $\text{NO}_2$ , blir det danna $\text{N}_2\text{O}_4$ . Ved same temperatur, i same volum og med like mange atom totalt endar begge forsøka med den same likevektsblandinga.

Viktig: Kvar likevekta ligg, seier ingenting om kor raskt likevekta blir nådd. Det blir avgjort av reaksjonsfarten (kapittel 6.3).

📝Oppgave 7-3

Kvar ligg likevekta?

Ved likevekt er 95 % av utgangsstoffet omdanna til produkt. Ligg likevekta til høgre eller til venstre?

For $\text{H}_2(g) + \text{I}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{HI}(g)$ inneheld likevektsblandinga mest HI. Kvar ligg likevekta?

Ein elev seier: «Likevekta ligg langt til høgre, så reaksjonen går raskt.» Har eleven rett?

📝Oppgave 7-4

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

Kor mykje har $[\text{N}_2\text{O}_4]$ søkt?

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

Skisser korleis dei to konsentrasjonane endrar seg med tida. Kva kjenneteiknar grafane når likevekt er nådd?

Likevekt krev eit lukka system

Ei likevekt kan berre stille seg inn når ingen av stoffa forsvinn frå reaksjonsblandinga.

Eksempel: Kalkbrenning

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

- I ein lukka behaldar hopar $\text{CO}_2$ seg opp. Bakoverreaksjonen tek til, og systemet når likevekt.
- I ein open digel slepp $\text{CO}_2$ ut. Bakoverreaksjonen får ikkje noko $\text{CO}_2$ å reagere med, og alt kalsiumkarbonatet kan til slutt brytast ned.

Det same skjer når ei brusflaske blir opna: $\text{CO}_2$ forsvinn ut i lufta, og brusen blir flat.

📝Oppgave 7-5

Ope og lukka system:

Kalsiumkarbonat blir varma i ein open digel. Kan systemet nå likevekt? Forklar.

Kvifor blir brus flat når flaska står open?

Kva må til for at ein reversibel reaksjon skal nå likevekt?

📝Oppgave 7-6

Sant eller usant?

I dynamisk likevekt stoppar reaksjonane.

Ved likevekt er konsentrasjonane av reaktantar og produkt alltid like store.

At likevekta ligg til høgre, tyder at det er mest reaktantar.

Ein reversibel reaksjon i ein open behaldar der ein gass slepp ut, kan nå likevekt.

📝Oppgave 7-7

Definisjonar og omgrep:

Kva tyder reversibel reaksjon?

Kva er dynamisk likevekt?

Kva tyder det at ei likevekt ligg 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.