在化学中,一个反应商(,常以Qr或Q表示)是一个活性度或反應內化学物浓度的函數。在化学平衡這個特殊情况下,该反应的反应商等于平衡常数。
定義
在一个一般的化学反应中,反应物A分量為α摩爾,反应物B分量為β摩爾,给出產物S為σ摩爾及产物T為τ摩爾,則化學方程可以写成
:αA + βB σS + τT
雖然在许多情况下,反应物可能接近完全反应,但該方程仍被寫成一個平衡。混合A和B並允许反应时,反应商,Qr定义为:
:Q_r = \frac{\left\{S_t\right\}^\sigma \left\{T_t\right\}^\tau }{\left\{A_t\right\}^\alpha \left\{B_t\right\}^\beta }
当中{Xt}表示X在時間t的瞬时活性度。一个更加通用的定义是:
:Q_r=\frac{\prod_j a_j^{\nu_j}}{\prod_i a_i^{\nu_i}}
當中Пj是变量对于所有的下标j的积,对Пi亦同样,該分數的分子,是反应物活性度的反应系数νj次幂的乘积,而分母则为对产物的相似做法。所有的活性皆指时间t。
随着时间过去,假设没有能量障碍的情况下,反应与生成物发生反应,因此反应商数会改变。最后,化物的活性度成为常数,這個時候混合物便可以说成达至平衡。因此,平衡常数K则可以符号写成为
:K = Qr(t→∞)
实际上,在大部分反应中,混合物會在有限时间内达至化学平衡。
與平衡位置關係
- 如果Qr r > K,反應向左移,即逆反應速度大於正反應。
- 如果Qr = K,則反應達平衡狀態。
根據范特霍夫等温公式推導,反應商Qr與吉布斯能(ΔG)及標準形態的吉布斯能(ΔG0)的關係如下:
:ΔG = ΔG0 + RT ln Qr
外部链接
反应商教学(英语)
*[http://elchem.kaist.ac.kr/vt/chem-ed/courses/equil/intro/reactquo.htm tutorial I]
*[http://www.chem.purdue.edu/gchelp/howtosolveit/Equilibrium/Reaction_Quotient.htm tutorial II]
*[https://web.archive.org/web/20070702190749/http://www.cartage.org.lb/en/themes/sciences/Chemistry/Miscellenous/Helpfile/Equilibrium/ReactionQuotient.htm tutorial III]
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參考
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