Relazione tra le costanti di equilibrio Kc e Kp

Molti esercizi sul contenuto dell'equilibrio chimico includono calcoli che coinvolgono la relazione tra le costanti di equilibrio K_ç (in termini di concentrazione) e K_P (in termini di pressioni del gas). Se c'è qualche dubbio su cosa rappresentano queste costanti e su come le loro espressioni sono scritte per ogni reazione di equilibrio, leggi il testo Kc e Kp costanti di equilibrio.

La relazione tra queste costanti è stabilita dalle seguenti formule:

K_ç = K_P. (r. T)ⁿ e K_P = K_ç. (r. T)^-n

Ma come sono arrivate queste formule?

Ebbene, consideriamo la seguente reazione generica dove le lettere minuscole sono i coefficienti dell'equazione e le lettere maiuscole sono le sostanze (reagenti e prodotti), tutte gassose:

a A + b B ↔ c C + d D

Per tale reazione, le espressioni delle costanti di equilibrio Kc e Kp sono, rispettivamente, date da:

K_ç = [Ç]^ç. [D]^d K_P = (Praca)^ç. (pD)^d
[IL]^Il. [B]^B (papà)^Il. (pb)^B

Quindi usiamo l'equazione di Clapeyron o l'equazione di stato del gas:

p. V = n. UN. T

p = no. UN. T
V

La concentrazione in quantità di materia (in mol/L) delle sostanze può essere calcolata con n/V. Quindi, possiamo fare la seguente sostituzione nella formula sopra:

p = [sostanza]. UN. T

Usando questa formula per ciascuno dei reagenti e prodotti della reazione in questione, abbiamo:

P_IL = [A]. UN. T p_B = [B]. UN. T p_Ç = [C]. UN. T p_D = [D]. UN. T
[A] = __P_IL_[B] = __P_B_[C] = __P_Ç_[D] = __P_D_
UN. T R. T R. T R. T

Quindi, possiamo sostituire queste concentrazioni nell'espressione Kc mostrata sopra:

Ma come abbiamo visto, (Praca)^ç. (pD)^d è esattamente lo stesso di Kp. Pertanto, abbiamo:
(papà)^Il. (pb)^B

K_ç = K_P. (r. T)^{(a + b) - (c + d)}

Si noti che (a + b) – (c +d) è lo stesso di: “somma dei coefficienti dei reagenti – somma dei coefficienti dei prodotti”. Quindi, possiamo semplificare ancora di più in questo modo:

(a + b) – (c + d) = ∆n

Veniamo quindi alle formule che mettono in relazione Kc e Kp:

K_ç = K_P. (r. T)^∆no o K_P = K_ç. (r. T)^-∆no

Diamo un'occhiata ad alcune reazioni di equilibrio chimico e come determinare queste espressioni per loro.

Nota importante:∆n coinvolge solo i coefficienti delle sostanze che sono allo stato gassoso.

no_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. UN. T

H_2(g) + io_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) + NO_2(g) CO_2(g)+ NO_(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) + O_2(g)
K_ç = K_P. (r. T)^{(2 – 3)}
K_ç = K_P. (r. T)^-1

2 NO_2(g) N₂oh_4(g)
K_ç = K_P. (r. T)^{(2 – 1)}
K_ç = K_P. (r. T)¹
K_ç = K_P. UN. T

HCl_(Qui) + AgNO_3(ac) AgCl_(S) + HNO_3(ac)
Kc = non definito – non ha gas.

Ç_(S) + O_2(g) CO_2(g)
K_ç = K_P. (r. T)^{(1- 1 )}
K_ç = K_P. (r. T)⁰
K_ç = K_P

Si noti che, in questo caso, il coefficiente di C_(S) non ha partecipato.

di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica

Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/relacao-entre-constantes-equilibrio-kc-kp.htm