Oreka kimiko

**Oreka kimiko**aren kontzeptua 1803. urtean garatzen hasi zen Berthollet kimikariak erreakzio kimiko batzuk itzulgarriak zirela aurkitu zuenean. Erreakzio itzulgarrietan erreaktiboak produktu bihurtzen diren unean aurkako prozesua ematen da: produktuak erreakzionatu eta erreaktibo bihurtzen dira, ondorioz, erreakzioa bi noranzkoetan ematen da. Oreka kimikoa lortzen da erreakzioaren bi noranzkoen abiadurak berdintzen direnean eta erreaktibo eta produktuen kontzentrazioak konstante mantentzen direnean.

## Sarrera 
Erreakzio bat bi modutan eman daiteke. Erreakzio ez-itzulgarriak, erreakzioa hasita, erreaktiboak guztiz gastatu egiten dira eta noranzko bakarra daukate, Aldiz, Erreakzio batzuk bi noranzkoak dituzte, hau da, produktuak baita haien artean erreakzionatu dezakete erreaktibo bihurtzeko eta erreakzio itzulgarriak dira.

Erreakzio itzulgarrietan zentratuko gara:thumb|Hemen ikusi dezakegu nola bi noranzko erreakzio abiadurak denbora bat pasa eta gero berdindu egiten diren.Erreakzio itzulgarri bat ematen denean, tenperatura konstante batean, orekara ailegatzeko pausu desberdinak gertatzen dira.
:aA + bB -> cC + dD

Hasieran, ontzian bakarrik erreaktiboak aurkituko dira, A eta B. Orduan, haien artean erreakzionatzen hasiko dira, abiadura azkarrarekin, kontzentrazioak maximoak baitira, C eta D produktuak sortuz. A eta B gastatzen direlarik, erreakzioaren abiadura gutxitu egingo da, haien kontzentrazioa gutxitzen delako.

Beste alde batetik, D eta C produktuak sortzen ari dira eta haien kontzentrazioak handituz doaz. Honen ondorioz, produktu hauek elkartu egiten direnean baita erreakzionatu egingo dute eta berriz erreaktiboak sortuko dira, honen erreakzio abiadura handitzen delarik.

Orduan, bi erreakzio abiadurak (erreakzio zuzena eta alderantzizkoa) azkenean berdindu egiten dira, C eta D produktuak sortzen diren abiadura berdinarekin gastatzen direlarik, kontzentrazio aldaketarik nabaritu gabe. Egoera honi oreka kimikoa deituko diogu, non erreaktibo eta produktuen kontzentrazioa denborarekin konstante mantentzen diren, inguruaren baldintzak modifikatzen ez badira.

## Oreka konstantea (K_p) 
Oreka konstanteak adierazteko modu bat baino gehiago dago. Likidoekin lan egiten dugunean, Kc erabiliko dugu, kontzentrazioak erabiliz (Molartasuna: n/1L). Aldiz, gasekin lan egiten badugu, presio partzialak erabiliko ditugu, Kp konstantearen bidez. Kp konstanterik ez badugu, molartasunaren koefizientea erabiliko da, Kc konstantea presioarekin bidertuz.

Tenperatura konstantea denean, P kontzentrazioarekin (n/V) erlazionatuta dago gas idealeko egoera ekuazioaren bidez: P=(n/V)Rt. Orduan, gasen orekaren konstantea horrela adierazi dezakegu:

:aA  bB + cC : N2O3(g) -> 2NO4(g)

:kp = \frac{\bigl(Pc\bigr)^c}{\bigl(P_A\bigr)^a \cdot \bigl(P_B\bigr)^b}\implies Kp=\frac{P^2no_2}{Pn_2o_4}

## Oreka eta termodinamika 
Oreka kimikoaren eta Gibbs-en energia askearen artean erlazio estu bat dago. Gibbs-en energia askearen aldaketa honela kalkula daiteke:

ΔGT.P=Gproduktuak-Gerreaktiboak

Beraz, erreakzio baten Gibbs-en energia askea produktuen eta erreaktiboen formaziozko Gibbs-en energia aldaketak erabiliz kalkula dezakegu.

Gibbs-en energia askeak positibo ematen badigu (AG>0) erreakzioa ez-berezkoa izango da, eskuineraznko noranzkoan eta ez-espontaneoa izango da; aldiz, negatibo ematen badigu (AGG= H-TS

Eta hau deribatuz:

:dG=dH-SdT-TdS

Entalpiaren definizioa gogoratuz:

:H=U+PV

:dH= dU + VdP +PdV

Ordezkatuz ekuazioan:

:dG=dU +VdP + PdV - SdT - TdS

Jarraian, termodinamikaren lehenengo printzipioari jarraituz, honako ekuazioa lortuko dugu:

:dU + PdV= dqitzulgarria    

Eta formulan ordezkatuz:

:dG=VdP + dqitzulgarria - SdT - TdS    

Eta entropiaren definizioa kontuan hartuz:

:dS= \left ( \frac{dqitzulgarria}{T} \right )

Berriro ere, ordezkatuz:

:dG=VdP + TdS -dTS -TdS  

:dG=VdP-SdT 

Tenperatura konstante mantentzen badugu, dG= VdP  izango da.

Gas idealen ekuazioa honakoa da:P\cdot V= n\cdot R\cdot T

Beraz, dG= VdP=nRT\left ( \frac{dP}{P} \right )

Ondorioz, gas idealaren espantsio edo konpresio isotermiko itzulgarri baten ekuazioa, hurrengoa izango litzateke:

:G_(produktu)-G_(erreaktibo)= nRT\cdot \ln\left ( \frac{P bukaera}{P hasiera} \right )

Hasierako egoera, 1 bar-ean hartuko dugu, hau da, egoera estandarrean:

:G- G^0= nRT\ln P

Goiko adierazpena erreakzio honetan aplikatuko dugu, erreakzioa orekan egon gabe: aA + bB -> cC

\ln P gehiago garatzen badugu : \ln P = \sum n \cdot \ln P_{(produktu)} - \sum m \cdot \ln P_{(erreaktibo)}=\ln\frac{(P_C)^c}{(P_A)^a\cdot(P_B)^b}=\ln Q_p

Orduan, G- G^0= nRT\ln P \implies \Delta G- \Delta G^0= nRT\ln Q_p

Goiko ekuazioa erreakzioaren edozein aldiunetan da. Erreakzioa orekara heltzen denean, ΔG=0 izango da:

: \Delta G^0= - RT\ln Kp

Beraz, ekuazio hauek aplikatuz, erreakzioen magnitude termodinamikoak, esaterako, Gibbs-en energia-aldaketa estandarraren eta oreka-kimikoaren arteko erlazioa azal daiteke.

## Oreka konstanteen arteko erlazioa 
### Oreka konstantea K_c 
1864an Guldberg-ek eta waager-ek erreaktibo eta produktuen erlazioa lortu zuten sistema hori orekara ailegatu eta gero. Erlazio horri oreka konstantea deitu zioten eta Kc moduan adierazi zuten.

Orokorrean ontzi itxi batean gertatzen diren erreakzioak momentu jakin batean oreka batera heltzen dira, hau da, bai erreaktiboen, bai produktuen kontzentrazioak konstante mantentzen dira aldaketarik gabe denbora jakin batez. Hau da, presio eta tenperatura jakin batean erreakzioa ez da gehiago aurrera ematen eta horrexegatik oreka batera heldu dela adierazten da.

#### Masen akzio legea 
Cato Guldberg eta Peter Waage kimikariak 1864. urtean proposatu zuten. Lege honek dioena da, orekan dagoen eta tenperatura konstantea daukan erreakzio itzulkor batean, balio konstante bat daukala erreaktiboen eta produktuen kontzentrazioen arteko erlazio jakin batek, oreka konstantea.

#### Oreka konstantearen adierazpena 
Oreka konstantearen adierazpena, masen akzio legeari esker lortzen da, eta erreaktiboen eta produktuen kontentrazio molarren arteko erlazioa dela esaten da:

:aA + bB  cC + dD

:Kc= \frac{[C]^c\cdot [D]^d}{[A]^a\cdot  [B]^b}

Erreakzio honetan ikus daiteke nola produktuen kontzentrazioak zenbakitzailean jartzen diren eta erreaktiboenak aldiz izendatzailean , horrela pruduktuen eta erreaktiboen zatiketa lortzeko. Kontuan izan behar da kontzentrazio guztiak bere koefiziente estekiometrikoarekin berretzen egon behar direla.
Oreka konstantea, orekan dagoen erreakzioaren berri ematen du, hau da, Kc>1 baldin badu, erreaktiboak pruduktu bihurtzeko oso joera handia izango dute, aldiz Kc-a oso txikia baldin bada, Kc2NO (g) + O2 (g) -> 2NO2 (g)

Oreka hau 230&nbsp;°C-tan egin da, eta honako kontzentrazioak aurkitu dira: [NO]=0.0542 M, [O_2]= 0.127 M,   [NO_2]=15.5M

Kc kalkulatzeko, masen akzio legea erabiliko dugu: Kc= \frac{[NO_2]^2}{[NO]^2\cdot [O_2]} \implies Kc= \frac{(15.5)^2}{(0.0542)^2\cdot (0.127)}= 6.44\times 10^5

Ikus dezakegunez, oreka erreakzio honen Kc-ren balio altua, NO2produktuaren kontzentrazioa, erreaktiboen kontzentrazioa baino handiagoa delako dator. Orduan, esan dezakegu, erreaktiboak produktu bihurtzeko joera handia dutela.Raymond Chang, QUIMICA, Mc Graw Hill companies, Mexico, 2010.

http://www.euskara.euskadi.eus/r59-luredir/es/contenidos/articulo/c1201/eu_d1201019/1201019.html

Quimitube: http://www.quimitube.com/teoria-equilibrio-quimico