Hoppa till huvudinnehåll
Visual Science StudioVisual Science Studio

Kemisk jämvikt (Le Chateliers princip)

Två reaktioner pågår alltid samtidigt — framåt och bakåt. Variera koncentrationer, hastighetskonstanter och temperatur och se hur systemet alltid söker sig mot ett jämviktsläge där de två hastigheterna är lika stora.

STABILLärarvy →

Gy25-koppling

Verifierad Gy25-koppling
Utbildningsnivå
Gymnasial vuxenutbildning
Ämnesområde
Kemi
  • Kemi – Nivå 2KEMI2000X· KemiKärnmodulverified

Centralt begrepp

Dynamisk jämvikt: framåt och bakåt samtidigt

Vad du kan göra

Ändra starthalter [A]₀ och [B]₀, hastighetskonstanterna k_f och k_r samt temperaturen, och följ koncentrationerna över tid. Se hur framåt- och bakåtreaktionens hastigheter v_f och v_r närmar sig varandra — punkten där de blir lika är jämvikt. Jämför hur en förändring av k_f eller k_r förskjuter jämviktsläget. Sambandet mellan dynamisk jämvikt och konstantkvoten K_c = k_f / k_r blir tydligt: reaktionen slutar aldrig — men nettoförändringen är noll.

Experimentmiljö

Börja här

Steg 1 av 7 · Introduktion

Introduktion

Gör detta
Titta på molekylvyn och lägg märke till pilarna åt båda hållen.
Titta efter
Att både framåt- och bakåtreaktionen visas samtidigt — inte bara A → B.
Gå vidare när
Du kan beskriva att A ⇌ B innebär två parallella reaktioner.
Rekommenderad vyMolekylvyAktiv vy
PartiklarMolekylvy
A · 30B · 0
netto A → B

Visa på olika sätt

Samma fenomen i 6 representationer — välj nedan, eller jämför två sida vid sida.

SyfteVisar A- och B-molekyler samt pilar som markerar att båda riktningarna pågår — även vid jämvikt.

BegränsningPartikelantal är pedagogiskt skalat — inte verkliga molekyltal.

Kontrollpanel

Live

Observera först: Det här steget fokuserar på att läsa av modellen. Reglagen blir tillgängliga i steg 3 — Tidsförlopp.

1M
0 M2 M

Initial koncentration av reaktant A.

Inaktivt i detta steg

0M
0 M2 M

Initial koncentration av produkt B. Pröva att starta från andra hållet!

Inaktivt i detta steg

0.151/s
0.01 1/s1 1/s

Hur snabbt framåtreaktionen A → B sker per [A].

Inaktivt i detta steg

0.051/s
0.01 1/s1 1/s

Hur snabbt bakåtreaktionen B → A sker per [B]. K_c = k_f / k_r.

Inaktivt i detta steg

298K
273 K373 K

Förberedd variabel. Högre temperatur gynnar framåtreaktionen (endoterm) — K_c ökar.

Inaktivt i detta steg

0s
0 s60 s

Tid sedan reaktionen startade. Dra tidsreglaget framåt för att se hur jämvikten nås.

Inaktivt i detta steg

Ändra ett reglage för att se vad som händer.

Pedagogisk vägledning

Aktivt lärandemål

Förstå dynamisk jämvikt

Vid jämvikt fortsätter båda reaktionsriktningarna — bara nettot är noll.

Föreslagen nästa representation

Reaktionshastigheter

För att stödja målet «Förstå dynamisk jämvikt» — Två mätare sida vid sida för v_f och v_r — vid jämvikt sammanfaller de.

Pröva att jämföra med

Reaktionshastigheter

Två mätare sida vid sida för v_f och v_r — vid jämvikt sammanfaller de.

Lärandemål

  • Förstå att en kemisk jämvikt är dynamisk — båda reaktionsriktningarna fortsätter även när makroskopiska värden är konstanta.
  • Skilja mellan lika koncentration och jämvikt: jämvikt betyder lika hastigheter, inte lika koncentrationer.
  • Tolka jämviktskonstanten K_c som förhållandet [B]/[A] vid jämvikt, och som k_f/k_r.
  • Förutsäga åt vilket håll ett system flyttas av en koncentrationsändring (Le Chateliers princip).

Modell

A ⇌ B K_c = [B]/[A] = k_f / k_r v_f = k_f·[A] v_r = k_r·[B]
Reaktionen sker i båda riktningarna samtidigt. Vid jämvikt är framåt- och bakåtreaktionens hastigheter lika stora — men reaktionerna fortsätter på molekylär nivå.

Förklaring

Tänk dig en biograf där folk hela tiden går både in och ut. När lika många går in som ut är antalet personer inne konstant — men ingen står stilla. Det är dynamisk jämvikt: makroskopiskt konstant, mikroskopiskt aldrig stilla.

Vanliga missuppfattningar

  • Att jämvikt betyder att reaktionen har stoppat. (Båda riktningarna pågår — bara nettot är noll.)
  • Att lika koncentration alltid innebär jämvikt. (Jämvikt = lika hastigheter, inte lika koncentrationer. K_c bestämmer förhållandet.)
  • Att bara framåtreaktionen fortsätter. (Bakåtreaktionen är alltid också aktiv så länge produkt finns.)
  • Att en katalysator flyttar jämvikten. (En katalysator ökar k_f och k_r lika mycket — K_c oförändrat.)
  • Att mer produkt betyder att reaktionen är färdig. (Färdig betyder bara att v_f = v_r — inte att produkten 'vunnit'.)

Modellens begränsningar

Alla simuleringar bygger på en förenklad bild av verkligheten. Här ser du vad just denna modell antar och när den slutar gälla.

Förenklingar

  • Modellen är A ⇌ B med första ordningens kinetik åt båda hållen — inga stökiometriska koefficienter, ingen inhibition.
  • Temperatureffekten är pedagogiskt skalad enligt Arrhenius-liknande exp((T−298)/100) på k_f — illustrerar Le Chatelier kvalitativt, inte kvantitativt.
  • Antalet partiklar i Molekylvyn är pedagogiskt skalat (~30 totalt) — inte verkliga molekyltal.
  • Tidsaxeln 0–60 s är pedagogiskt vald — inte kalibrerad mot ett specifikt verkligt system.
  • Ingen modellering av reaktioner med fler reaktanter (A + B ⇌ C + D), inga gasvolymer eller tryckändringar.

Reflektionsfrågor

  1. 01Hur kan systemet ändå nå jämvikt om båda reaktionerna fortsätter?
  2. 02Varför når man samma K_c oavsett om man startar med bara A eller bara B?
  3. 03Vad händer med jämviktsläget om man fördubblar k_f utan att röra k_r?
  4. 04Varför ändrar inte en katalysator K_c?
  5. 05Hur skulle du visa för en klasskamrat att jämvikt inte betyder 'stillastående'?

Relaterade simuleringar