Związek między stałymi równowagi Kc i Kp

Wiele ćwiczeń dotyczących zawartości równowagi chemicznej zawiera obliczenia, które obejmują związek między stałymi równowagi K_do (pod względem koncentracji) i K_P (pod względem ciśnień gazu). Jeśli masz jakiekolwiek wątpliwości co do tego, co reprezentują te stałe i jak są napisane ich wyrażenia dla każdej reakcji równowagi, przeczytaj tekst Stałe równowagi Kc i Kp.

Związek między tymi stałymi określają następujące wzory:

K_do = K_P. (R. T)^nie i K_P = K_do. (R. T)^-nie

Ale jak doszło do tych formuł?

Rozważmy następującą ogólną reakcję, w której małe litery to współczynniki równania, a duże to substancje (odczynniki i produkty), z których wszystkie są w postaci gazowej:

a A + b B ↔ c C + d D

Dla takiej reakcji wyraŜenia na stałe równowagi Kc i Kp wyraŜa się odpowiednio wzorem:

K_do = [DO]^do. [RE]^re K_P = (Praca)^do. (pD)^re
[TA]. [B]^b (rocznie). (pB)^b

Użyjmy więc równania Clapeyrona lub równania stanu gazu:

str. V = n. ZA. T

p = Nie. ZA. T
V

Stężenie w ilości materii (w mol/l) substancji można obliczyć za pomocą n/V. W powyższym wzorze możemy więc dokonać następującego podstawienia:

p = [substancja]. ZA. T

Używając tego wzoru dla każdego z reagentów i produktów danej reakcji, mamy:

P_TEN = [A]. ZA. Tp_b = [B]. ZA. Tp_DO = [C]. ZA. Tp_re = [D]. ZA. T
[A] = __P_TEN_[B] = __P_b_[C] = __P_DO_[D] = __P_re_
ZA. T R. T R. T R. T

W ten sposób możemy podstawić te stężenia w przedstawionym powyżej wyrażeniu Kc:

Ale jak widzieliśmy, (Praca)^do. (pD)^re jest dokładnie taki sam jak Kp. Dlatego mamy:
(rocznie). (pB)^b

K_do = K_P. (R. T)^{(a + b) - (c + d)}

Zauważ, że (a + b) – (c + d) to to samo co: „suma współczynników reagentów – suma współczynników produktów”. Możemy więc uprościć jeszcze bardziej tak:

(a + b) – (c + d) = ∆n

Dochodzimy więc do wzorów, które wiążą Kc i Kp:

K_do = K_P. (R. T)^∆Nie lub K_P = K_do. (R. T)^-∆Nie

Przyjrzyjmy się niektórym reakcjom równowagi chemicznej i sposobom określania dla nich tych wyrażeń.

Ważna uwaga:∆n obejmuje tylko współczynniki substancji znajdujących się w stanie gazowym.

N_2(g) + 3 godz_2(g) ↔ 2 NH_3(g)
K_do = K_P. (R. T)^{(4 – 2)}
K_do = K_P. (R. T)²

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

H_2(g) + ja_2(g) ↔ 2 WYSOKIE_(sol)
K_do = K_P. (R. T)^{(2 – 2)}
K_do = K_P. (R. T)⁰
K_do = K_P

WSPÓŁ_(sol) + NIE_2(g) CO_2(g)+ NIE_(sol)
K_do = K_P. (R. T)^{(2 – 2)}
K_do = K_P. (R. T)⁰
K_do = K_P

2 SO_3(g) ↔ 2 SO_2(g) + O_2(g)
K_do = K_P. (R. T)^{(2 – 3)}
K_do = K_P. (R. T)^-1

2 NIE_2(g) N₂O_4(g)
K_do = K_P. (R. T)^{(2 – 1)}
K_do = K_P. (R. T)¹
K_do = K_P. ZA. T

HCl_(tutaj) + AgNIE_3(aq) ↔ AgCl_(y) + HNO_3(aq)
Kc = nieokreślony – nie zawiera gazów.

DO_(y) + O_2(g) CO_2(g)
K_do = K_P. (R. T)^{(1- 1 )}
K_do = K_P. (R. T)⁰
K_do = K_P

Zauważ, że w tym przypadku współczynnik C_(y) nie brał udziału.

Jennifer Fogaça
Absolwent chemii

Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/relacao-entre-constantes-equilibrio-kc-kp.htm