العلاقة بين ثوابت التوازن Kc و Kp

تتضمن العديد من التمارين على محتوى التوازن الكيميائي حسابات تتضمن العلاقة بين ثوابت التوازن K_ç (من حيث التركيز) و K._ص (من حيث ضغوط الغاز). إذا كان هناك أي شك حول ما تمثله هذه الثوابت وكيفية كتابة تعبيراتها لكل تفاعل توازن ، اقرأ النص ثوابت التوازن Kc و Kp.

يتم إنشاء العلاقة بين هذه الثوابت من خلال الصيغ التالية:

ك_ç = ك_ص. (ر. تي)^ن و ك_ص = ك_ç. (ر. تي)^-ن

ولكن كيف تم التوصل إلى هذه الصيغ؟

حسنًا ، دعنا نفكر في التفاعل العام التالي حيث تكون الأحرف الصغيرة هي معاملات المعادلة والأحرف الكبيرة هي المواد (الكواشف والمنتجات) ، وكلها غازية:

أ أ + ب ب ج ج + د د

لمثل هذا التفاعل ، يتم إعطاء تعبيرات ثوابت التوازن Kc و Kp ، على التوالي ، من خلال:

ك_ç = [ج]^ç. [د]^د ك_ص = (براسا)^ç. (PD)^د
[ال]^ال. [ب]^ب (PA)^ال. (بيتابايت)^ب

لذلك دعونا نستخدم معادلة Clapeyron أو معادلة حالة الغاز:

ص. الخامس = ن. أ. تي

ع = لا. أ. تي
الخامس

يمكن حساب التركيز في كمية المادة (بالمول / لتر) من المواد بواسطة n / V. لذلك ، يمكننا إجراء الاستبدال التالي في الصيغة أعلاه:

ع = [مادة]. أ. تي

باستخدام هذه الصيغة لكل من المواد المتفاعلة ونواتج التفاعل المعني ، لدينا:

ص_ال = [أ]. أ. تي ص_ب = [ب]. أ. تي ص_ج = [ج]. أ. تي ص_د = [د]. أ. تي
[أ] = __ص_ال_ [ب] = __ص_ب_ [C] = __ص_ج_ [D] = __ص_د_
أ. تي آر. تي آر. تي آر. تي

وبالتالي ، يمكننا استبدال هذه التركيزات في تعبير Kc الموضح أعلاه:

لكن كما رأينا ، (براسا)^ç. (PD)^د هو بالضبط نفس Kp. لذلك لدينا:
(PA)^ال. (بيتابايت)^ب

ك_ç = ك_ص. (ر. تي)^{(أ + ب) - (ج + د)}

لاحظ أن (أ + ب) - (ج + د) هي نفسها: "مجموع معاملات المواد المتفاعلة - مجموع معاملات المنتجات". لذا ، يمكننا تبسيط الأمر أكثر مثل هذا:

(أ + ب) - (ج + د) = n

لذلك ، نصل إلى الصيغ التي تربط Kc و Kp:

ك_ç = ك_ص. (ر. تي)^∆لا أو K._ص = ك_ç. (ر. تي)^-∆لا

دعونا نلقي نظرة على بعض تفاعلات التوازن الكيميائي وكيفية تحديد هذه التعبيرات لها.

ملاحظة مهمة:لا تتضمن ∆n إلا معاملات المواد الموجودة في الحالة الغازية.

ن_{2 (ز)} + 3 ح_{2 (ز)} ↔ 2 NH_{3 (ز)}
ك_ç = ك_ص. (ر. تي)^{(4 – 2)}
ك_ç = ك_ص. (ر. تي)²

3 س_{3 (ز)} ↔ 2 س_{2 (ز)}
ك_ç = ك_ص. (ر. تي)^{(3 - 2)}
ك_ç = ك_ص. (ر. تي)¹
ك_ç = ك_ص. أ. تي

ح_{2 (ز)} + أنا_{2 (ز)} ↔ 2 مرحبا_(ز)
ك_ç = ك_ص. (ر. تي)^{(2 – 2)}
ك_ç = ك_ص. (ر. تي)⁰
ك_ç = ك_ص

كو_(ز) + لا_{2 (ز)} ↔ كو_{2 (ز)}+ لا_(ز)
ك_ç = ك_ص. (ر. تي)^{(2 – 2)}
ك_ç = ك_ص. (ر. تي)⁰
ك_ç = ك_ص

2 SO_{3 (ز)} ↔ 2 SO_{2 (ز)} + س_{2 (ز)}
ك_ç = ك_ص. (ر. تي)^{(2 – 3)}
ك_ç = ك_ص. (ر. تي)^-1

2 لا_{2 (ز)} ↔ ن₂ا_{4 (ز)}
ك_ç = ك_ص. (ر. تي)^{(2 – 1)}
ك_ç = ك_ص. (ر. تي)¹
ك_ç = ك_ص. أ. تي

حمض الهيدروكلوريك_(هنا) + AgNO_{3 (عبد القدير)} ↔ AgCl_(س) + HNO_{3 (عبد القدير)}
Kc = غير محدد - لا يحتوي على غازات.

ج_(س) + س_{2 (ز)} ↔ كو_{2 (ز)}
ك_ç = ك_ص. (ر. تي)^{(1- 1 )}
ك_ç = ك_ص. (ر. تي)⁰
ك_ç = ك_ص

لاحظ أنه في هذه الحالة معامل C_(س) لم يشارك.

بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء

مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/relacao-entre-constantes-equilibrio-kc-kp.htm