Связь констант равновесия Kc и Kp

Многие упражнения по содержанию химического равновесия включают в себя расчеты, которые включают взаимосвязь между константами равновесия K_ç (по концентрации) и K_п (по давлению газа). Если есть какие-либо сомнения относительно того, что представляют собой эти константы и как записаны их выражения для каждой равновесной реакции, прочтите текст Константы равновесия Kc и Kp.

Связь между этими константами устанавливается по следующим формулам:

K_ç = K_п. (Р. Т)^п а также K_п = K_ç. (Р. Т)^-п

Но как пришли к этим формулам?

Что ж, давайте рассмотрим следующую общую реакцию, где строчные буквы - это коэффициенты уравнения, а прописные - вещества (реагенты и продукты), все из которых газообразны:

а A + b B ↔ c C + d D

Для такой реакции выражения констант равновесия Kc и Kp соответственно имеют вид:

K_ç = [Ç]^ç. [D]^d K_п = (Praça)^ç. (пД)^d
[THE]^В. [B]^B (Па)^В. (пБ)^B

Итак, давайте воспользуемся уравнением Клапейрона или уравнением состояния газа:

П. V = п. А. Т

p = нет. А. Т
V

Концентрация вещества (в моль / л) вещества может быть рассчитана как n / V. Итак, мы можем сделать следующую замену в приведенной выше формуле:

p = [вещество]. А. Т

Используя эту формулу для каждого из реагентов и продуктов рассматриваемой реакции, мы имеем:

п_В = [А]. А. Т п_B = [B]. А. Т п_Ç = [C]. А. Т п_D = [D]. А. Т
[A] = __п_В_ [B] = __п_B_ [C] = __п_Ç_ [D] = __п_D_
А. Т. Т. Т. Т

Таким образом, мы можем подставить эти концентрации в выражение Kc, показанное выше:

Но, как мы видели, (Praça)^ç. (пД)^d точно так же, как Kp. Таким образом, мы имеем:
(Па)^В. (пБ)^B

K_ç = K_п. (Р. Т)^{(а + б) - (в + г)}

Обратите внимание, что (a + b) - (c + d) то же самое, что: «сумма коэффициентов реагентов - сумма коэффициентов продуктов». Итак, мы можем упростить еще больше:

(a + b) - (c + d) = ∆n

Итак, мы подошли к формулам, связывающим Kc и Kp:

K_ç = K_п. (Р. Т)^∆нет или K_п = K_ç. (Р. Т)^-∆нет

Давайте посмотрим на некоторые реакции химического равновесия и как определить для них эти выражения.

Важная заметка:∆n включает только коэффициенты веществ, находящихся в газообразном состоянии.

N_{2 (г)} + 3 часа_{2 (г)} ↔ 2 NH_{3 (г)}
K_ç = K_п. (Р. Т)^{(4 – 2)}
K_ç = K_п. (Р. Т)²

3 O_{3 (г)} ↔ 2 O_{2 (г)}
K_ç = K_п. (Р. Т)^{(3 - 2)}
K_ç = K_п. (Р. Т)¹
K_ç = K_п. А. Т

ЧАС_{2 (г)} + Я_{2 (г)} ↔ 2 привет_(грамм)
K_ç = K_п. (Р. Т)^{(2 – 2)}
K_ç = K_п. (Р. Т)⁰
K_ç = K_п

CO_(грамм) + НЕТ_{2 (г)} ↔ CO_{2 (г)}+ НЕТ_(грамм)
K_ç = K_п. (Р. Т)^{(2 – 2)}
K_ç = K_п. (Р. Т)⁰
K_ç = K_п

2 ТАК_{3 (г)} ↔ 2 SO_{2 (г)} + O_{2 (г)}
K_ç = K_п. (Р. Т)^{(2 – 3)}
K_ç = K_п. (Р. Т)^-1

2 НЕТ_{2 (г)} ↔ N₂О_{4 (г)}
K_ç = K_п. (Р. Т)^{(2 – 1)}
K_ç = K_п. (Р. Т)¹
K_ç = K_п. А. Т

HCl_(здесь) + AgNO_{3 (водн.)} ↔ AgCl_(s) + HNO_{3 (водн.)}
Kc = не определено - газов нет.

Ç_(s) + O_{2 (г)} ↔ CO_{2 (г)}
K_ç = K_п. (Р. Т)^{(1- 1 )}
K_ç = K_п. (Р. Т)⁰
K_ç = K_п

Отметим, что в этом случае коэффициент при C_(s) не участвовал.

Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет

Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/relacao-entre-constantes-equilibrio-kc-kp.htm