Vad är kemisk jämvikt?
Kemisk jämvikt avser ett stabilt förhållande mellan reaktanter och produkter i en reversibel kemisk reaktion. I en reversibel reaktion förvandlas reaktanter inte helt till produkter; snarare kommer de långsamt att sluta reagera när kemisk jämvikt uppnås. Reaktionshastigheten påverkas av många faktorer, inklusive temperatur, materiefas och närvaro av en katalysator. Många reaktioner kräver en initial inmatning av energi för att börja reagera.
Mer grundläggande är att en kemisk reaktion är att göra eller bryta kemiska bindningar. En kemisk bindning uppstår när elektromagnetiska krafter mellan atomer eller molekyler orsakar en attraktion mellan dem. En jonisk bindning är när två joner - motsatt laddade atomer - direkt lockar varandra. En kovalent bindning involverar delning av elektronpar mellan atomer. Dessa kemiska bindningar bildar nya ämnen med sina egna kemiska egenskaper.
Begreppet kemisk jämvikt är relaterat till idén om en reversibel reaktion. I själva verket är alla kemiska reaktioner till viss del reversibla, så det finns ingen grundläggande skillnad mellan reaktanter och produkter. Vissa reaktioner har emellertid en icke försumbar grad av reversibilitet - det är i dessa reaktioner som kemisk jämvikt blir viktig. När reversibilitet betonas i vetenskaplig notering, ersätts den ursprungliga pilen mellan reaktanter och produkter av ett par krokpilar. Dessa indikerar att reaktionen sker i båda riktningarna.
Den hastighet med vilken kemisk jämvikt uppnås kan variera enormt. Vissa reaktioner är fullständiga efter mindre än en sekund, medan andra tar många år. Även om det inte finns någon enda metod för att förutsäga en reaktionshastighet är många faktorer kända för att ha viktiga roller.
En sådan faktor är temperaturen. Högre temperaturer tillåter mer energi att komma in i ett system, vilket vanligtvis resulterar i snabbare reaktioner. Materialets fas - fast, flytande eller gas - kan också påverka hur snabbt ämnen når kemisk jämvikt. Slutligen kan närvaron av en katalysator kraftigt påskynda en reaktion. Ett enzym är en typ av katalysator som är viktig för att reglera metabolism av levande saker.
Vissa reaktioner sker inte trots att de inte är i kemisk jämvikt. Detta beror på att många reaktioner kräver aktiveringsenergi. Flytande väte och syre, till exempel, kan förbli i fysisk kontakt utan att reagera. En liten mängd energi kan emellertid få reaktanterna att explodera och frigöra en hel del energi. Samma fenomen ses när man bränner trä - även om trä kan frigöra mycket energi vid bränning krävs alltid en initial gnista eller låga för att få processen att gå.