Зв'язок між константами рівноваги Kc і Kp

Багато вправ щодо змісту хімічної рівноваги включають розрахунки, які включають залежність між константами рівноваги K_ç (з точки зору концентрації) та К_P (з точки зору тиску газу). Якщо є якісь сумніви щодо того, що представляють ці константи і як їх вирази записуються для кожної реакції рівноваги, прочитайте текст Константи рівноваги Kc та Kp.

Зв'язок між цими константами встановлюється за такими формулами:

К_ç = К_P. (Р. Т)^п і К_P = К_ç. (Р. Т)^-п

Але як дійшли до цих формул?

Ну, давайте розглянемо таку загальну реакцію, де малими літерами є коефіцієнти рівняння, а великими буквами є речовини (реагенти та продукти), які всі є газоподібними:

a A + b B ↔ c C + d D

Для такої реакції вирази констант рівноваги Kc та Kp отримують відповідно:

К_ç = [Ç]^ç. [D]^d К_P = (Праса)^ç. (pD)^d
[THE]. [B]^B (рА). (pB)^B

Тож давайте використаємо рівняння Клапейрона або рівняння стану газу:

П. V = n. А. Т

p = немає. А. Т
V

Концентрацію речовини (у молях / л) речовин можна обчислити за n / V. Отже, ми можемо зробити таку заміну у наведеній вище формулі:

p = [речовина]. А. Т

Використовуючи цю формулу для кожного з реагентів та продуктів реакції, про яку йде мова, ми маємо:

P_THE = [A]. А. Т стор_B = [B]. А. Т стор_Ç = [C]. А. Т стор_D = [D]. А. Т
[A] = __P_THE_ [B] = __P_B_ [C] = __P_Ç_ [D] = __P_D_
А. T R. T R. T R. Т

Таким чином, ми можемо замінити ці концентрації у виразі Kc, показаному вище:

Але, як ми вже бачили, (Праса)^ç. (pD)^d точно така ж, як Kp. Тому ми маємо:
(рА). (pB)^B

К_ç = К_P. (Р. Т)^{(a + b) - (c + d)}

Зверніть увагу, що (a + b) - (c + d) те саме, що: «сума коефіцієнтів реагуючих речовин - сума коефіцієнтів продуктів». Отже, ми можемо спростити ще більше так:

(a + b) - (c + d) = ∆n

Отже, ми підійшли до формул, які пов’язують Kc і Kp:

К_ç = К_P. (Р. Т)^{∆немає} або К_P = К_ç. (Р. Т)^{-∆немає}

Давайте розглянемо деякі реакції хімічної рівноваги та як для них визначити ці вирази.

Важлива примітка:N включає лише коефіцієнти речовин, які перебувають у газоподібному стані.

N_{2 (г)} + 3 год_{2 (г)} ↔ 2 NH_{3 (г)}
К_ç = К_P. (Р. Т)^{(4 – 2)}
К_ç = К_P. (Р. Т)²

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

H_{2 (г)} + Я_{2 (г)} ↔ 2 HI_(g)
К_ç = К_P. (Р. Т)^{(2 – 2)}
К_ç = К_P. (Р. Т)⁰
К_ç = К_P

CO_(g) + НІ_{2 (г)} ↔ CO_{2 (г)}+ НІ_(g)
К_ç = К_P. (Р. Т)^{(2 – 2)}
К_ç = К_P. (Р. Т)⁰
К_ç = К_P

2 ТАК_{3 (г)} ↔ 2 ТАК_{2 (г)} + O_{2 (г)}
К_ç = К_P. (Р. Т)^{(2 – 3)}
К_ç = К_P. (Р. Т)^-1

2 НІ_{2 (г)} ↔ N₂О_{4 (г)}
К_ç = К_P. (Р. Т)^{(2 – 1)}
К_ç = К_P. (Р. Т)¹
К_ç = К_P. А. Т

HCl_(тут) + AgNO_{3 (вод.)} ↔ AgCl_(s) + HNO_{3 (вод.)}
Kc = не визначено - не має газів.

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

Зауважимо, що в даному випадку коефіцієнт С_(s) не брав участі.

Дженніфер Фогача
Закінчив хімію

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