Zusammenhang zwischen Gleichgewichtskonstanten Kc und Kp

Viele Übungen zum Inhalt des chemischen Gleichgewichts beinhalten Berechnungen, die die Beziehung zwischen den Gleichgewichtskonstanten K_ç (in Bezug auf die Konzentration) und K_P (in Bezug auf Gasdrücke). Wenn Sie Zweifel haben, was diese Konstanten darstellen und wie ihre Ausdrücke für jede Gleichgewichtsreaktion geschrieben werden, lesen Sie den Text Kc- und Kp-Gleichgewichtskonstanten.

Die Beziehung zwischen diesen Konstanten wird durch die folgenden Formeln hergestellt:

K_ç = K_P. (R. T)^nein und K_P = K_ç. (R. T)^-nein

Aber wie kamen diese Formeln zustande?

Betrachten wir die folgende generische Reaktion, bei der die Kleinbuchstaben die Koeffizienten der Gleichung und die Großbuchstaben die Substanzen (Reagenzien und Produkte) sind, die alle gasförmig sind:

a A + b B ↔ c C + d D

Für eine solche Reaktion sind die Ausdrücke der Gleichgewichtskonstanten Kc bzw. Kp gegeben durch:

K_ç = [Ç]^ç. [D]^d K_P = (Praça)^ç. (pD)^d
[DAS]^Das. [B]^B (pA)^Das. (pB)^B

Verwenden wir also die Clapeyron-Gleichung oder Gaszustandsgleichung:

P. V = n. EIN. T

p = Nein. EIN. T
V

Die Stoffmengenkonzentration (in mol/L) der Stoffe kann mit n/V berechnet werden. Wir können also in der obigen Formel die folgende Substitution vornehmen:

p = [Substanz]. EIN. T

Wenn wir diese Formel für jeden der Reaktanten und Produkte der fraglichen Reaktion verwenden, erhalten wir:

P_DAS = [A]. EIN. T p_B = [B]. EIN. T p_Ç = [C]. EIN. T p_D = [D]. EIN. T
[A] = __P_DAS_[B] = __P_B_[K] = __P_Ç_[D] = __P_D_
EIN. T R. T R. T R. T

Somit können wir diese Konzentrationen in den oben gezeigten Kc-Ausdruck einsetzen:

Aber wie wir gesehen haben, (Praça)^ç. (pD)^d ist genau das gleiche wie Kp. Daher haben wir:
(pA)^Das. (pB)^B

K_ç = K_P. (R. T)^{(a + b) – (c + d)}

Beachten Sie, dass (a + b) – (c +d) dasselbe ist wie: „Summe der Koeffizienten der Reaktanten – Summe der Koeffizienten der Produkte“. Wir können also noch mehr vereinfachen:

(a + b) – (c + d) = ∆n

Wir kommen also zu den Formeln, die Kc und Kp in Beziehung setzen:

K_ç = K_P. (R. T)^∆Nein oder K_P = K_ç. (R. T)^-∆Nein

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Schauen wir uns einige chemische Gleichgewichtsreaktionen an und wie man diese Ausdrücke für sie bestimmt.

Wichtiger Hinweis:∆n beinhaltet nur die Koeffizienten von Stoffen, die sich im gasförmigen Zustand befinden.

Nein_2(g) + 3 H_2(g) ↔ 2 NH_3(g)
K_ç = K_P. (R. T)^{(4 – 2)}
K_ç = K_P. (R. T)²

3 O_3(g) 2 O_2(g)
K_ç = K_P. (R. T)^{(3 - 2)}
K_ç = K_P. (R. T)¹
K_ç = K_P. EIN. T

H_2(g) + ich_2(g) ↔ 2 HI_(G)
K_ç = K_P. (R. T)^{(2 – 2)}
K_ç = K_P. (R. T)⁰
K_ç = K_P

CO_(G) + NEIN_2(g) ↔ CO_2(g)+ NEIN_(G)
K_ç = K_P. (R. T)^{(2 – 2)}
K_ç = K_P. (R. T)⁰
K_ç = K_P

2 SO_3(g) ↔ 2 SO_2(g) + Aus_2(g)
K_ç = K_P. (R. T)^{(2 – 3)}
K_ç = K_P. (R. T)^-1

2 NEIN_2(g) ↔ Nein₂Ö_4(g)
K_ç = K_P. (R. T)^{(2 – 1)}
K_ç = K_P. (R. T)¹
K_ç = K_P. EIN. T

HCl_(Hier) + AgNO_{3 (wässrig)} ↔ AgCl_(s) + HNO_{3 (wässrig)}
Kc = nicht definiert – enthält keine Gase.

Ç_(s) + Aus_2(g) ↔ CO_2(g)
K_ç = K_P. (R. T)^{(1- 1 )}
K_ç = K_P. (R. T)⁰
K_ç = K_P

Beachten Sie, dass in diesem Fall der Koeffizient von C_(s) nicht teilgenommen.

Von Jennifer Fogaça
Abschluss in Chemie

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FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Beziehung zwischen Gleichgewichtskonstanten Kc und Kp"; Brasilien Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/relacao-entre-constantes-equilibrio-kc-kp.htm. Zugriff am 28. Juni 2021.