Оборотні реакції зазвичай починаються з певної кількості реагентів. Коли починається пряма реакція, з часом ці реагенти витрачаються для утворення продуктів, отже концентрація реагентів зменшується, тоді як концентрація продуктів збільшується. Потім також починається зворотна реакція, що також виробляє реагенти, поки швидкість розвитку (швидкість) прямої та зворотної реакцій не залишається незмінною, досягаючи т.зв. хімічний баланс.
В рівновазі існує константа рівноваги Kc, яка в основному виражається:
|
Kc = [продукція]коефіцієнт у збалансованому хімічному рівнянні [реактиви]коефіцієнт у збалансованому хімічному рівнянні |
Тобто, враховуючи таку загальну реакцію рівноваги:
a A + b B ↔ c C + d D
Оскільки малі літери є коефіцієнтами, а великі - речовинами, константа рівноваги цієї реакції буде:
Kc = [Ç]ç. [D]d
[THE]. [B]B
Детальніше про це можна побачити в тексті Константи рівноваги Kc та Kp. Цей текст також показує нам щось важливе: що значення Kc можуть показати нам, чи є концентрація реагентів і продукти однакові або якщо один більший за інший, і, як наслідок, якщо хімічний баланс зміщений в деякому напрямку реакція.
Тож нам потрібно визначити значення Kc. Для цього пам’ятайте, що ці розрахунки є експериментальними, тож давайте розглянемо деякі приклади реакцій та дані, отримані з них.
Щось, що дуже допомагає при виконанні цих обчислень, це написати таблицю, подібну до наведеної нижче, і виконати згадані в ній дії:
Таблиця для упорядкування даних, що використовуються для обчислення константи рівноваги
А тепер давайте займемося практикою:
Приклад 1: У закритому посуді ємністю 2 л при температурі 100 ° С знаходиться 20 моль N2О4. Починає відбуватися така оборотна реакція: N2О4 ↔ НІ2. Через деякий час було встановлено, що реакція досягла хімічної рівноваги і що 8 моль NO2 сформувався. Яке значення константи рівноваги Kc при температурі 100 ° C?
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
Дозвіл:
Скористаємося таблицею:
Таблиця, що використовується для розв’язання прикладу розрахунку константи рівноваги
Зверніть увагу, що в рядку, де були записані величини, які реагують і утворюються, ми знаємо, що було витрачено 4 молі N2О4, оскільки співвідношення становить 1: 2, і утворилося 8 моль NO2.
Тепер просто замініть значення, знайдені у виразі константи рівноваги Kc цієї реакції:
Kc = [БІЛЯ2]2
[N2О4]
Kc = (4 моль / л) 2
(8 моль / л)
Kc = 2 моль / л
Значення Kc безрозмірне, воно не має одиниці, пов'язаної з якою-небудь величиною.
Тепер давайте розглянемо приклад, який також містить продукти з самого початку:
Приклад 2: У закритій ємності ємністю 5 л при температурі Т знаходиться 2 моля газоподібного водню, 3 моля газоподібного йоду та 4 моля йодистого водню. Реакція вступає в хімічну рівновагу, при температурі Т, і виявляється, що в посудині знаходиться 1 моль газоподібного водню. Який графік відображає цю рівновагу і яке значення константи рівноваги Kc при температурі T?
Дозвіл:
Використання таблиці:
Таблиця, що використовується для визначення константи рівноваги
Графік, що відображає коливання концентрацій моль / л реагентів та продуктів до досягнення ними рівноваги, може бути отриманий за допомогою:
Графік хімічної рівноваги, що показує зміни концентрацій реагентів та продуктів
Тепер ми відкриваємо значення константи рівноваги:
Kc = __ [HI]2__
[H2 ]. [Я2]
Kc = (1,2)2
0,2. 0,4
Kc = 18
Дженніфер Фогача
Закінчив хімію
Хотіли б ви посилатися на цей текст у школі чи академічній роботі? Подивіться:
FOGAÇA, Дженніфер Роша Варгас. "Розрахунок константи рівноваги Kc"; Бразильська школа. Доступно: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-constante-equilibrio-kc.htm. Доступ 28 червня 2021 року.
Хімія
Перевірте свої знання та дізнайтеся більше за допомогою цього списку розв’язаних вправ на хімічні баланси. Завдяки цьому матеріалу ви зможете краще зрозуміти, як працювати з константами рівноваги (Kp, Kc та Ki), зсувом рівноваги, pH та pOH, а також рівновагою в так званих буферних розчинах.
