ความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่สมดุล Kc และ Kp

แบบฝึกหัดจำนวนมากเกี่ยวกับเนื้อหาสมดุลเคมีรวมถึงการคำนวณที่เกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่สมดุลK_ค (ในแง่ของความเข้มข้น) และ K_พี (ในแง่ของแรงดันแก๊ส) หากมีข้อสงสัยว่าค่าคงที่เหล่านี้แทนอะไรและเขียนนิพจน์สำหรับปฏิกิริยาสมดุลอย่างไร ให้อ่านข้อความ ค่าคงที่สมดุล Kc และ Kp.

ความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่เหล่านี้ถูกกำหนดโดยสูตรต่อไปนี้:

K_ค = K_พี. (ร. ต)^น และ K_พี = K_ค. (ร. ต)^-น

แต่สูตรเหล่านี้มาได้อย่างไร?

ลองพิจารณาปฏิกิริยาทั่วไปต่อไปนี้ โดยที่ตัวพิมพ์เล็กเป็นสัมประสิทธิ์ของสมการ และตัวพิมพ์ใหญ่คือสาร (ตัวทำปฏิกิริยาและผลิตภัณฑ์) ซึ่งทั้งหมดเป็นก๊าซ:

a A + b B ↔ c C + d D

สำหรับปฏิกิริยาดังกล่าว นิพจน์ของค่าคงที่สมดุล Kc และ Kp ถูกกำหนดโดย:

K_ค = [ค]^ค. [ด]^d K_พี = (ปราซา)^ค. (พีดี)^d
[THE]. [B]^บี (พีเอ). (พีบี)^บี

ลองใช้สมการ Clapeyron หรือสมการสถานะแก๊ส:

ป. วี = น. ก. ตู่

พี = ไม่. ก. ตู่
วี

ความเข้มข้นของปริมาณสสาร (เป็นโมล/ลิตร) ของสารสามารถคำนวณได้โดย n/V ดังนั้น เราสามารถทำการแทนที่ต่อไปนี้ในสูตรด้านบน:

p = [สาร]. ก. ตู่

การใช้สูตรนี้สำหรับสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาที่เป็นปัญหา เรามี:

พี_THE

= [เอ]. ก. ที พี_บี = [B]. ก. ที พี_ค = [ค]. ก. ที พี_ดี = [ด]. ก. ตู่
[A] = __พี_THE_[B] = __พี_บี_[C] = __พี_ค_[ด] = __พี_ดี_
ก. ที อาร์ ที อาร์ ที อาร์ ตู่

ดังนั้น เราสามารถแทนที่ความเข้มข้นเหล่านี้ในนิพจน์ Kc ที่แสดงด้านบน:

แต่อย่างที่เราเห็น (ปราซา)^ค. (พีดี)^d เหมือนกับ Kp ดังนั้นเราจึงมี:
(พีเอ). (พีบี)^บี

K_ค = K_พี. (ร. ต)^{(a + b) - (c + d)}

โปรดทราบว่า (a + b) – (c +d) เหมือนกับ: “ผลรวมของสัมประสิทธิ์ของสารตั้งต้น – ผลรวมของสัมประสิทธิ์ของผลิตภัณฑ์” ดังนั้น เราสามารถทำให้มันง่ายขึ้นได้ดังนี้:

(a + b) – (c +d) = ∆n

ดังนั้นเราจึงมาถึงสูตรที่เกี่ยวข้องกับ Kc และ Kp:

K_ค = K_พี. (ร. ต)^∆ไม่ หรือ K_พี = K_ค. (ร. ต)^{-∆ไม่}

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

มาดูปฏิกิริยาสมดุลเคมีและวิธีหานิพจน์เหล่านี้กัน

โน๊ตสำคัญ:∆n เกี่ยวข้องกับค่าสัมประสิทธิ์ของสารที่อยู่ในสถานะก๊าซเท่านั้น

นู๋_2(ก.) + 3 ชั่วโมง_2(ก.) ↔ 2 NH_3(ก.)
K_ค = K_พี. (ร. ต)^{(4 – 2)}
K_ค = K_พี. (ร. ต)²

3 ออนซ์_3(ก.) ↔ 2 ออน_2(ก.)
K_ค = K_พี. (ร. ต)^{(3 - 2)}
K_ค = K_พี. (ร. ต)¹
K_ค = K_พี. ก. ตู่

โฮ_2(ก.) + ฉัน_2(ก.) ↔ 2 สวัสดี_(ช)
K_ค = K_พี. (ร. ต)^{(2 – 2)}
K_ค = K_พี. (ร. ต)⁰
K_ค = K_พี

CO_(ช) + ไม่_2(ก.) ↔ CO_2(ก.)+ ไม่_(ช)
K_ค = K_พี. (ร. ต)^{(2 – 2)}
K_ค = K_พี. (ร. ต)⁰
K_ค = K_พี

2 SO_3(ก.) ↔ 2 โซ_2(ก.) + โอ_2(ก.)
K_ค = K_พี. (ร. ต)^{(2 – 3)}
K_ค = K_พี. (ร. ต)^-1

2 ไม่_2(ก.) นู๋₂โอ_4(ก.)
K_ค = K_พี. (ร. ต)^{(2 – 1)}
K_ค = K_พี. (ร. ต)¹
K_ค = K_พี. ก. ตู่

HCl_{(ที่นี่)} + AgNO_3(aq) ↔ AgCl_(ส) + HNO_3(aq)
Kc = ไม่ได้กำหนด - ไม่มีก๊าซ

ค_(ส) + โอ_2(ก.) ↔ CO_2(ก.)
K_ค = K_พี. (ร. ต)^{(1- 1 )}
K_ค = K_พี. (ร. ต)⁰
K_ค = K_พี

โปรดทราบว่าในกรณีนี้สัมประสิทธิ์ของC_(ส) ไม่ได้เข้าร่วม

โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

โฟกาซ่า, เจนนิเฟอร์ โรชา วาร์กัส "ความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่สมดุล Kc และ Kp"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/relacao-entre-constantes-equilibrio-kc-kp.htm. เข้าถึงเมื่อ 28 มิถุนายน 2021.