化學(xué)平衡定律即質(zhì)量作用定律。在下面簡單化學(xué)反應(yīng)中:
A+B ? C+D
當[C][D]/[A][B]的比率達到某一常數(shù)值時,這個反應(yīng)即達到了平衡(在一給定溫度下)。平衡數(shù)學(xué)表達式為
[C][D]/[A][B]=K
方括弧中的字母代表反應(yīng)物和產(chǎn)物的摩爾濃度,K是平衡常數(shù)。此式可以使人能確定體系平衡后改變?nèi)魏我粋€反應(yīng)物濃度所產(chǎn)生的效應(yīng)。假定此反應(yīng)式達到平衡后再加入A,這將增大A的濃度,[C][D]/[A][B]的比值就小于K,原來的平衡被破壞反應(yīng)由左向右進行的速度大于由右向左進行的速度,從而,增大[C]和[D]并降低[A]和[B],直到比率的平衡值復(fù)為K為止。
由這個定律所確定的這種效應(yīng),與呂·査德里原理確定的定性說明是一致的。呂·査德里原理一般是這樣表述的:如果一種體系已經(jīng)達到平衡,若改變?nèi)魏我环N可以影響其平衡的條件,則體系向阻礙其回復(fù)原平衡并將這種改變的效應(yīng)減至最低的方向移動。
從呂·查德里原理我們知道,如果平衡存在于上述反應(yīng)的反應(yīng)物與產(chǎn)物之間,并試圖增大任何一種組分的濃度,則平衡將向把這種改變減至最小的方向轉(zhuǎn)移。這就是,如果果我們試圖增加A或B的濃度,則反應(yīng)將由左向右進行以減少這種增加;如果增加C或D的量,則反應(yīng)由右向左進行。
此化學(xué)平衡定律能用于計算平衡后反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度。
用通式表示可寫為:
aA+bB+……=fF+gG+……
平衡公式為
[F]f[G]g……/[A]a[B]b……=K
結(jié)合具體反應(yīng),由此定律可以導(dǎo)出弱酸、弱堿的離解常數(shù),沉淀的溶度積,絡(luò)合物的不穩(wěn)定常數(shù)(或穩(wěn)定常數(shù))以及氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)等。