תגובות הפיכות מתחילות בדרך כלל בכמות מסוימת של ריאגנטים. כאשר התגובה הישירה מתחילה, לאורך זמן, ריאגנטים אלה נצרכים לצורך ההיווצרות של המוצרים, וכתוצאה מכך ריכוז הריאגנטים יורד ואילו ריכוז המוצרים עולה. ואז מתחילה גם התגובה ההפוכה ומייצרת את המגיבים, עד שקצב ההתפתחות (המהירות) של התגובות הישירות וההפוכות נשאר זהה, ומגיע למה שמכונה איזון כימי.
בשיווי משקל, ישנו קבוע שיווי המשקל Kc, המתבטא בעצם על ידי:
|
Kc = [מוצרים]מקדם במשוואה כימית מאוזנת [ריאגנטים]מקדם במשוואה כימית מאוזנת |
כלומר, בהתחשב בתגובת שיווי המשקל הגנרית הבאה:
a A + b B ↔ c C + d D
מכיוון שהאותיות הקטנות הן המקדמים, והאותיות הגדולות הן החומרים, קבוע שיווי המשקל של תגובה זו יהיה:
Kc = [Ç]ç. [D]ד
[ה]ה. [B]ב
פרטים נוספים על כך ניתן לראות בטקסט קבועי שיווי משקל Kc ו- Kp. טקסט זה גם מראה לנו משהו חשוב: שערכי Kc יכולים להראות לנו אם ריכוז הריאגנטים וה- המוצרים שווים או אם אחד גדול יותר מהשני וכתוצאה מכך אם האיזון הכימי מועבר לכיוון כלשהו של תְגוּבָה.
אז אנחנו צריכים לקבוע את הערך של Kc. לשם כך, זכרו כי חישובים אלה הם ניסיוניים, אז בואו נסתכל על כמה דוגמאות לתגובות ועל הנתונים שהתקבלו מהם.
דבר שמועיל מאוד בביצוע חישובים אלה הוא לכתוב טבלה דומה לזו המוצגת להלן ולבצע את השלבים המוזכרים בה:
טבלה לארגון הנתונים המשמשים לחישוב קבוע שיווי המשקל
עכשיו בואו נלך להתאמן:
דוגמה 1: במיכל סגור, בנפח 2 ליטר, בטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס, יש 20 מילוליטר N2או4. התגובה ההפיכה הבאה מתחילה להתרחש: N2או4 ↔ לא2. לאחר זמן מה, נמצא שהתגובה הגיעה לשיווי משקל כימי וכי 8 מול של NO2 התגבש. מה הערך של קבוע שיווי המשקל Kc בטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס?
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
פתרון הבעיה:
בואו נשתמש בטבלה:
טבלה המשמשת לפתרון דוגמה לחישוב קבוע בשיווי משקל
שים לב שבשורה שבה נכתבו הכמויות המגיבות ויוצרות אנו יודעים כי הוצאו 4 שומות N2או4מכיוון שהיחס הוא 1: 2, וכי נוצרו 8 מול של NO2.
עכשיו פשוט החליפו את הערכים שנמצאו בביטוי קבוע שיווי המשקל Kc של תגובה זו:
Kc = [ב2]2
[נ2או4]
Kc = (4 mol / L) 2
(8 mol / L)
Kc = 2 mol / L
הערך של Kc הוא חסר ממד, ואין לו שום יחידה שקשורה לגודל כלשהו.
עכשיו, בואו נסתכל על דוגמא שמכילה גם מוצרים מההתחלה:
דוגמה 2: במיכל סגור, בעל קיבולת של 5 ליטר, בטמפרטורה T, יש 2 מול של גז מימן, 3 מול של גז יוד ו -4 מול של מימן יוד. התגובה נכנסת לשיווי משקל כימי, בטמפרטורה T, ומתברר שיש בכלי 1 מול של גז מימן. מהו הגרף המייצג את שיווי המשקל הזה ומה הערך של קבוע שיווי המשקל Kc בטמפרטורת T?
פתרון הבעיה:
באמצעות טבלה:
טבלה המשמשת לקביעת קבוע שיווי המשקל
הגרף המציג את השונות בריכוזי mol / L של ריאגנטים ומוצרים עד שהם מגיעים לשיווי משקל יכול להינתן על ידי:
גרף שיווי משקל כימי המציג שינויים בריכוזי ריאגנטים ומוצרים
כעת אנו מוצאים את הערך של קבוע שיווי המשקל:
Kc = __ [HI]2__
[ח2 ]. [אני2]
Kc = (1,2)2
0,2. 0,4
Kc = 18
מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה
האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:
FOGAÇA, ג'ניפר רושה ורגס. "חישוב קבוע שיווי המשקל Kc"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-constante-equilibrio-kc.htm. גישה אליו ב -28 ביוני 2021.
כִּימִיָה
בדוק את הידע שלך ולמד עוד ברשימה זו של תרגילים נפתרים על איזונים כימיים. באמצעות חומר זה תוכלו להבין טוב יותר כיצד לעבוד על קבועי שיווי משקל (Kp, Kc ו- Ki), שינוי שיווי משקל, pH ו- pOH, כמו גם שיווי משקל במה שמכונה פתרונות חיץ.
