Зміст
- TL; DR (Занадто довго; Не читав)
- Обчислення постійної рівноваги
- Як температура впливає на постійну рівновагу
Оборотні реакції відбуваються в обох напрямках, але кожна оборотна реакція осідає до положення «рівноваги». Якщо ви хочете охарактеризувати рівновагу такої реакції, константа рівноваги описує баланс між продуктами та реагентами. Розрахунок константи рівноваги вимагає знання концентрацій продуктів та реагентів у реакції, коли вона перебуває в рівновазі. Значення константи також залежить від температури та того, чи є реакція екзотермічною чи ендотермічною.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Для загальної реакції:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Тут малі літери - це кількість молей кожної, великі літери - хімічні компоненти реакції, а букви в дужках представляють стан речовини. Ви знаходите константу рівноваги концентрації з виразом:
Кc = г год ÷ аб
Для екзотермічних реакцій підвищення температури зменшує значення константи, а для ендотермічних реакцій підвищення температури збільшує значення константи.
Обчислення постійної рівноваги
Формула константи рівноваги посилається на загальну "однорідну" реакцію (де стан речовини для продуктів та реагентів однаковий), яка:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Якщо малі літери представляють кількість молей кожного компонента в реакції, а великі літери - хімічні речовини, що беруть участь в реакції, а літера (g) в дужках представляє стан речовини (газ, в даному випадку ).
Наступний вираз визначає константу рівноваги концентрації (Кc):
Кc = г год ÷ аб
Тут квадратні дужки призначені для концентрацій (в молях на літр) для кожного з компонентів реакції, при рівновазі. Зауважимо, що молі кожного компонента в початковій реакції зараз є експонентами виразу. Якщо реакція надає перевагу продуктам, то результат буде більшим за 1. Якщо вона сприяє реагентам, вона буде меншою за 1.
Для неоднорідних реакцій розрахунки однакові, за винятком твердих речовин, чистих рідин та розчинників, у розрахунках просто рахуються як 1.
Константа рівноваги тиску (Кp) дійсно схожий, але він використовується для реакцій з газами. Замість концентрацій використовується парціальний тиск кожного компонента:
Кp = рГг pНгод ÷ pАа pБб
Тут, (сГ) - тиск компонента (G) тощо, а малі літери представляють кількість молей у рівнянні реакції.
Ви робите ці розрахунки досить подібним чином, але це залежить від того, наскільки ви знаєте про кількість або тиск продуктів і реактивів при рівновазі. Ви можете визначити константу, використовуючи відомі початкові величини та одну рівноважну величину з трохи алгебри, але, як правило, це більш просто з відомими рівноважними концентраціями чи тисками.
Як температура впливає на постійну рівновагу
Зміна тиску або концентрації речей, що знаходяться в суміші, не змінює константи рівноваги, хоча обидва можуть впливати на положення рівноваги. Ці зміни, як правило, скасовують ефект внесених вами змін.
З іншого боку, температура змінює константу рівноваги. Для екзотермічної реакції (ті, що виділяють тепло) підвищення температури зменшує значення константи рівноваги. Для ендотермічних реакцій, які поглинають тепло, підвищення температури збільшує значення постійної рівноваги. Конкретні відносини описані в рівнянні Ванфа Гофа:
ln (К2 ÷ К1) = (−∆H0 ÷ R) × (1 / Т2 - 1 / Т1)
Де (∆H0) - зміна ентальпії реакції, (R) - універсальна константа газу, (Т1) і (Т2) - початкова і кінцева температури, і (K1) і (К2) - початкові та кінцеві значення константи.