Vztah mezi rovnovážnými konstantami Kc a Kp

Mnoho cvičení o obsahu chemické rovnováhy zahrnuje výpočty, které zahrnují vztah mezi rovnovážnými konstantami K_C (z hlediska koncentrace) a K._P (z hlediska tlaků plynu). Pokud existují pochybnosti o tom, co tyto konstanty představují a jak jsou jejich výrazy zapsány pro každou rovnovážnou reakci, přečtěte si text Rovnovážné konstanty Kc a Kp.

Vztah mezi těmito konstantami je stanoven následujícími vzorci:

K._C = K._P. (R. T)ⁿ a K._P = K._C. (R. T)^-n

Jak ale k těmto vzorcům došlo?

Uvažujme následující obecnou reakci, kde malá písmena jsou koeficienty rovnice a velká písmena látky (činidla a produkty), které jsou všechny plynné:

a A + b B ↔ c C + d D

Pro takovou reakci jsou výrazy rovnovážných konstant Kc a Kp dány vztahem:

K._C = [C]^C. [D]^d K._P = (Praça)^C. (pD)^d
[THE]^The. [B]^B (pA)^The. (pB)^B

Použijme tedy Clapeyronovu rovnici nebo rovnici stavu plynu:

P. V = n. A. T

p = Ne. A. T
PROTI

Koncentraci v množství látky (v mol / L) látek lze vypočítat pomocí n / V. Ve výše uvedeném vzorci tedy můžeme provést následující substituci:

p = [látka]. A. T

Pomocí tohoto vzorce pro každou z reakčních složek a produktů dané reakce máme:

P_THE = [A]. A. T str_B = [B]. A. T str_C = [C]. A. T str_D = [D]. A. T
[A] = __P_THE_ [B] = __P_B_ [C] = __P_C_ [D] = __P_D_
A. T R. T R. T R. T

Můžeme tedy tyto koncentrace nahradit ve výrazu Kc uvedeném výše:

Ale jak jsme viděli, (Praça)^C. (pD)^d je úplně stejný jako Kp. Proto máme:
(pA)^The. (pB)^B

K._C = K._P. (R. T)^{(a + b) - (c + d)}

Všimněte si, že (a + b) - (c + d) je stejné jako: „součet koeficientů reaktantů - součet koeficientů produktů“. Můžeme to takto zjednodušit ještě více:

(a + b) - (c + d) = ∆n

Přišli jsme tedy k vzorcům, které se týkají Kc a Kp:

K._C = K._P. (R. T)^∆Ne nebo K._P = K._C. (R. T)^-∆Ne

Podívejme se na některé chemické rovnovážné reakce a na to, jak pro ně určit tyto výrazy.

Důležitá poznámka:∆n zahrnuje pouze koeficienty látek, které jsou v plynném stavu.

N_{2 (g)} + 3 H_{2 (g)} ↔ 2 NH_{3 (g)}
K._C = K._P. (R. T)^{(4 – 2)}
K._C = K._P. (R. T)²

3 O._{3 (g)} ↔ 2 O._{2 (g)}
K._C = K._P. (R. T)^{(3 - 2)}
K._C = K._P. (R. T)¹
K._C = K._P. A. T

H_{2 (g)} + Já_{2 (g)} ↔ 2 HI_(G)
K._C = K._P. (R. T)^{(2 – 2)}
K._C = K._P. (R. T)⁰
K._C = K._P

CO_(G) + NE_{2 (g)} ↔ CO_{2 (g)}+ NE_(G)
K._C = K._P. (R. T)^{(2 – 2)}
K._C = K._P. (R. T)⁰
K._C = K._P

2 SO_{3 (g)} ↔ 2 SO_{2 (g)} + O._{2 (g)}
K._C = K._P. (R. T)^{(2 – 3)}
K._C = K._P. (R. T)^-1

2 NE_{2 (g)} ↔ N₂Ó_{4 (g)}
K._C = K._P. (R. T)^{(2 – 1)}
K._C = K._P. (R. T)¹
K._C = K._P. A. T

HCl_(tady) + AgNO_{3 (aq)} ↔ AgCl_(s) + HNO_{3 (aq)}
Kc = není definováno - nemá žádné plyny.

C_(s) + O._{2 (g)} ↔ CO_{2 (g)}
K._C = K._P. (R. T)^{(1- 1 )}
K._C = K._P. (R. T)⁰
K._C = K._P

Všimněte si, že v tomto případě je koeficient C_(s) nezúčastnil.

Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii

Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/relacao-entre-constantes-equilibrio-kc-kp.htm