평형 상수 Kc와 Kp의 관계

화학 평형 내용에 대한 많은 연습에는 평형 상수 K 사이의 관계를 포함하는 계산이 포함됩니다._씨 (농도 측면에서) 및 K_피 (가스 압력 측면에서). 이 상수가 무엇을 나타내고 각 평형 반응에 대해 표현이 어떻게 작성되는지에 대해 의심이가는 경우 텍스트를 읽으십시오. Kc 및 Kp 평형 상수.

이러한 상수 간의 관계는 다음 공식으로 설정됩니다.

케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)^엔 과 케이_피 = K_씨. (아르 자형. 티)^-엔

그러나 이러한 공식은 어떻게 도출 되었습니까?

소문자가 방정식의 계수이고 대문자가 물질 (시약 및 제품) 인 다음과 같은 일반적인 반응을 고려해 봅시다. 모두 기체 상태입니다.

a A + b B ↔ c C + d D

이러한 반응의 경우 평형 상수 Kc 및 Kp의 표현은 각각 다음과 같습니다.

케이_씨 = [씨]^씨. [디]^디 케이_피 = (프라 사)^씨. (pD)^디
[그만큼]^그만큼. [비]^비 (아빠)^그만큼. (pB)^비

따라서 Clapeyron 방정식 또는 기체 상태 방정식을 사용하겠습니다.

피. V = n. ㅏ. 티

p = 아니. ㅏ. 티
V

물질의 농도 (mol / L 단위)는 n / V로 계산할 수 있습니다. 따라서 위의 공식에서 다음과 같이 대체 할 수 있습니다.

p = [물질]. ㅏ. 티

해당 반응의 각 반응물과 생성물에 대해이 공식을 사용하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.

피_그만큼 = [A]. ㅏ. TP_비 = [B]. ㅏ. TP_씨 = [C]. ㅏ. TP_디 = [D]. ㅏ. 티
[A] = __피_그만큼_ [B] = __피_비_ [C] = __피_씨_ [D] = __피_디_
ㅏ. T R. T R. T R. 티

따라서 위에 표시된 Kc 표현식에서 이러한 농도를 대체 할 수 있습니다.

하지만 우리가 본 것처럼 (프라 사)^씨. (pD)^디 Kp와 똑같습니다. 따라서 다음이 있습니다.
(아빠)^그만큼. (pB)^비

케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)^{(a + b)-(c + d)}

(a + b) – (c + d)는“반응물 계수의 합 – 생성물 계수의 합”과 동일합니다. 따라서 다음과 같이 훨씬 더 단순화 할 수 있습니다.

(a + b) – (c + d) = ∆n

그래서 우리는 Kc와 Kp와 관련된 공식에 도달합니다.

케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)^∆아니 또는 K_피 = K_씨. (아르 자형. 티)^-∆아니

몇 가지 화학적 평형 반응과 그에 대한 이러한 표현을 결정하는 방법을 살펴 보겠습니다.

중요 사항:∆n은 기체 상태에있는 물질의 계수 만 포함합니다.

엔_{2 (g)} + 3시간_{2 (g)} ↔ 2 NH_{3 (g)}
케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)^{(4 – 2)}
케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)²

3 O_{3 (g)} ↔ 2O_{2 (g)}
케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)^{(3 - 2)}
케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)¹
케이_씨 = K_피. ㅏ. 티

H_{2 (g)} + 나_{2 (g)} ↔ 2 HI_(지)
케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)^{(2 – 2)}
케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)⁰
케이_씨 = K_피

CO_(지) + 아니요_{2 (g)} ↔ CO_{2 (g)}+ 아니요_(지)
케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)^{(2 – 2)}
케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)⁰
케이_씨 = K_피

2 SO_{3 (g)} ↔ 2 SO_{2 (g)} + 오_{2 (g)}
케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)^{(2 – 3)}
케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)^-1

2 아니오_{2 (g)} ↔ N₂영형_{4 (g)}
케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)^{(2 – 1)}
케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)¹
케이_씨 = K_피. ㅏ. 티

HCl_(여기) + AgNO_{3 (수성)} ↔ AgCl_(에스) + HNO_{3 (수성)}
Kc = 정의되지 않음 – 가스가 없습니다.

씨_(에스) + 오_{2 (g)} ↔ CO_{2 (g)}
케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)^{(1- 1 )}
케이_씨 = K_피. (아르 자형. 티)⁰
케이_씨 = K_피

이 경우 C의 계수는_(에스) 참여하지 않았습니다.

작성자: Jennifer Fogaça
화학 전공

출처: 브라질 학교- https://brasilescola.uol.com.br/quimica/relacao-entre-constantes-equilibrio-kc-kp.htm