Hva er kjemisk likevekt?

Kjemisk likevekt refererer til et stabilt forhold mellom reaktanter og produkter i en reversibel kjemisk reaksjon. I en reversibel reaksjon blir ikke reaktanter fullstendig omgjort til produkter; snarere vil de sakte slutte å reagere når kjemisk likevekt er nådd. Reaksjonshastigheten påvirkes av mange faktorer, inkludert temperatur, fase av materie og tilstedeværelse av en katalysator. Mange reaksjoner krever innledende tilførsel av energi for å begynne å reagere.

Mer grunnleggende er en kjemisk reaksjon å lage eller bryte kjemiske bindinger. En kjemisk binding resulterer når elektromagnetiske krefter mellom atomer eller molekyler forårsaker en attraksjon mellom dem. En ionebinding er når to ioner - motsatt ladede atomer - direkte tiltrekker hverandre. En kovalent binding innebærer deling av elektronpar mellom atomer. Disse kjemiske bindingene danner nye stoffer med sine egne kjemiske egenskaper.

Begrepet kjemisk likevekt er relatert til ideen om en reversibel reaksjon. Faktisk er alle kjemiske reaksjoner til en viss grad reversible, så det er ingen grunnleggende forskjell mellom reaktanter og produkter. Noen reaksjoner har imidlertid en ubetydelig grad av reversibilitet - det er i disse reaksjonene at kjemisk likevekt blir viktig. Når reversibilitet understrekes i vitenskapelig notasjon, erstattes den opprinnelige pilen mellom reaktanter og produkter med et par hektede piler. Disse indikerer at reaksjonen skjer i begge retninger.

Hastigheten som kjemisk likevekt oppnås kan variere enormt. Noen reaksjoner er fullstendige etter mindre enn et sekund, mens andre tar mange år. Selv om det ikke er noen enkelt metode for å forutsi en reaksjonshastighet, er det kjent at mange faktorer har viktige roller.

En slik faktor er temperatur. Høyere temperaturer lar mer energi komme inn i et system, noe som vanligvis resulterer i raskere reaksjoner. Fasen av stoffet - fast, flytende eller gass - kan også påvirke hvor raskt stoffer når kjemisk likevekt. Til slutt kan nærværet av en katalysator i høy grad akselerere en reaksjon. Et enzym er en type katalysator som er viktig for å regulere metabolismen av levende ting.

Noen reaksjoner finner ikke sted selv om de ikke er i kjemisk likevekt. Dette er fordi mange reaksjoner krever en aktiveringsenergi. Flytende hydrogen og oksygen, for eksempel, kan forbli i fysisk kontakt uten å reagere. En liten mengde energi kan imidlertid føre til at reaktantene i det vesentlige eksploderer og frigjør mye energi. Det samme fenomenet sees ved vedfyring - selv om tre kan frigjøre mye energi når det brennes, er det alltid nødvendig med en første gnist eller flamme for å få prosessen i gang.