Relatie tussen evenwichtsconstanten Kc en Kp

Veel oefeningen over de inhoud van het chemisch evenwicht bevatten berekeningen die betrekking hebben op de relatie tussen de evenwichtsconstanten K_ç (qua concentratie) en K_P (in termen van gasdrukken). Als er enige twijfel bestaat over wat deze constanten vertegenwoordigen en hoe hun uitdrukkingen zijn geschreven voor elke evenwichtsreactie, lees dan de tekst Kc en Kp evenwichtsconstanten.

De relatie tussen deze constanten wordt bepaald door de volgende formules:

K_ç = K_P. (R. T)^nee en K_P = K_ç. (R. T)^-nee

Maar hoe zijn deze formules tot stand gekomen?

Laten we eens kijken naar de volgende algemene reactie waarbij de kleine letters de coëfficiënten van de vergelijking zijn en de hoofdletters de stoffen (reagentia en producten), die allemaal gasvormig zijn:

a A + b B ↔ c C + d D

Voor een dergelijke reactie worden de uitdrukkingen van de evenwichtsconstanten Kc en Kp respectievelijk gegeven door:

K_ç = [Ç]^ç. [D]^d K_P = (Praça)^ç. (pD)^d
[DE]^De. [B]^B (vader)^De. (pB)^B

Laten we dus de Clapeyron-vergelijking of gastoestandvergelijking gebruiken:

P. V = zn. EEN. T

p = Nee. EEN. T
V

De concentratie in hoeveelheid stof (in mol/L) van de stoffen kan worden berekend met n/V. We kunnen dus de volgende vervanging maken in de bovenstaande formule:

p = [stof]. EEN. T

Als we deze formule gebruiken voor elk van de reactanten en producten van de reactie in kwestie, hebben we:

P_DE = [A]. EEN. T p_B = [B]. EEN. T p_Ç = [C]. EEN. T p_D = [D]. EEN. T
[A] = __P_DE_[B] = __P_B_[C] = __P_Ç_[D] = __P_D_
EEN. T R. T R. T R. T

We kunnen deze concentraties dus vervangen in de hierboven getoonde Kc-expressie:

Maar zoals we hebben gezien, (Praça)^ç. (pD)^d is precies hetzelfde als Kp. Daarom hebben we:
(vader)^De. (pB)^B

K_ç = K_P. (R. T)^{(a + b) - (c + d)}

Merk op dat (a + b) – (c +d) hetzelfde is als: “som van de coëfficiënten van de reactanten – som van de coëfficiënten van de producten”. Dus we kunnen nog meer vereenvoudigen, zoals dit:

(a + b) – (c +d) = ∆n

We komen dus bij de formules die Kc en Kp met elkaar in verband brengen:

K_ç = K_P. (R. T)^∆Nee of K_P = K_ç. (R. T)^-∆Nee

Laten we eens kijken naar enkele chemische evenwichtsreacties en hoe we deze uitdrukkingen daarvoor kunnen bepalen.

Belangrijke notitie:∆n heeft alleen betrekking op de coëfficiënten van stoffen die zich in gasvormige toestand bevinden.

nee_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. EEN. T

H_2(g) + ik_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) + NEE_2(g) CO_2(g)+ NEE_(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 NEE_2(g) Nee₂O_4(g)
K_ç = K_P. (R. T)^{(2 – 1)}
K_ç = K_P. (R. T)¹
K_ç = K_P. EEN. T

HCl_(hier) + AgNO_3(aq) AgCl_(en) + HNO_3(aq)
Kc = niet gedefinieerd – heeft geen gassen.

Ç_(en) + 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

Merk op dat in dit geval de coëfficiënt van C_(en) niet deelgenomen.

Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde

Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/relacao-entre-constantes-equilibrio-kc-kp.htm