Vzťah medzi rovnovážnymi konštantami Kc a Kp

Mnoho cvičení o obsahu chemickej rovnováhy obsahuje výpočty, ktoré zahŕňajú vzťah medzi rovnovážnymi konštantami K_ç (z hľadiska koncentrácie) a K._P (z hľadiska tlakov plynu). Ak existujú pochybnosti o tom, čo tieto konštanty predstavujú a ako sú vyjadrené ich výrazy pre každú rovnovážnu reakciu, prečítajte si text Rovnovážné konštanty Kc a Kp.

Vzťah medzi týmito konštantami je daný nasledujúcimi vzorcami:

K_ç = K._P. (R. T)ⁿ a K_P = K._ç. (R. T)^-n

Ako však k týmto vzorcom došlo?

Uvažujme o nasledujúcej všeobecnej reakcii, kde malé písmená sú koeficientmi rovnice a veľké písmená látky (činidlá a produkty), ktoré sú všetky plynné:

a A + b B ↔ c C + d D

Pre takúto reakciu sú vyjadrenia rovnovážnych konštánt Kc a Kp dané:

K_ç = [Ç]^ç. [D]^d K_P = (Praça)^ç. (pD)^d
[THE]^The. [B]^B (pA)^The. (pB)^B

Použime teda Clapeyronovu rovnicu alebo rovnicu stavu plynu:

P. V = n. A. T

p = č. A. T
V.

Koncentráciu v množstve látky (v mol / L) látok možno vypočítať pomocou n / V. Vo vyššie uvedenom vzorci teda môžeme urobiť nasledujúcu substitúciu:

p = [látka]. A. T

Použitím tohto vzorca pre každý z reaktantov a produktov príslušnej reakcie máme:

P_THE = [A]. A. T str_B = [B]. A. T str_Ç = [C]. A. T str_D = [D]. A. T
[A] = __P_THE_ [B] = __P_B_ [C] = __P_Ç_ [D] = __P_D_
A. T R. T R. T R. T

Môžeme teda tieto koncentrácie nahradiť vo výraze Kc uvedenom vyššie:

Ale ako sme videli, (Praça)^ç. (pD)^d je úplne to isté ako Kp. Preto máme:
(pA)^The. (pB)^B

K_ç = K._P. (R. T)^{(a + b) - (c + d)}

Všimnite si, že (a + b) - (c + d) je rovnaké ako: „súčet koeficientov reaktantov - súčet koeficientov produktov“. Môžeme to takto zjednodušiť ešte viac:

(a + b) - (c + d) = ∆n

Dostávame sa k vzorcom, ktoré sa týkajú Kc a Kp:

K_ç = K._P. (R. T)^∆č alebo K._P = K._ç. (R. T)^-∆č

Pozrime sa na niektoré chemické rovnovážné reakcie a na to, ako pre ne určiť tieto výrazy.

Dôležitá poznámka:∆n zahŕňa iba koeficienty látok, ktoré sú v plynnom stave.

N_{2 písm. G)} + 3 H_{2 písm. 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 písm. G)}
K_ç = K._P. (R. T)^{(3 - 2)}
K_ç = K._P. (R. T)¹
K_ç = K._P. A. T

H_{2 písm. G)} + Ja_{2 písm. 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) + NIE_{2 písm. G)} ↔ CO_{2 písm. G)}+ NIE_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 písm. G)} + O._{2 písm. G)}
K_ç = K._P. (R. T)^{(2 – 3)}
K_ç = K._P. (R. T)^-1

2 NIE_{2 písm. G)} ↔ N₂O_{4 (g)}
K_ç = K._P. (R. T)^{(2 – 1)}
K_ç = K._P. (R. T)¹
K_ç = K._P. A. T

HCl_(tu) + AgNO_{3 (aq)} ↔ AgCl_s + HNO_{3 (aq)}
Kc = nedefinované - nemá žiadne plyny.

Ç_s + O._{2 písm. G)} ↔ CO_{2 písm. G)}
K_ç = K._P. (R. T)^{(1- 1 )}
K_ç = K._P. (R. T)⁰
K_ç = K._P

Všimnite si, že v tomto prípade je koeficient C_s nezúčastnil.

Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu

Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/relacao-entre-constantes-equilibrio-kc-kp.htm