Sadržaj
- TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
- Izračunavanje konstante ravnoteže
- Kako temperatura utječe na konstantu ravnoteže
Reverzibilne reakcije događaju se u oba smjera, ali svaka reverzibilna reakcija se svodi na položaj "ravnoteže". Ako želite karakterizirati ravnotežu takve reakcije, konstanta ravnoteže opisuje ravnotežu produkata i reaktanata. Izračunavanje ravnotežne konstante zahtijeva poznavanje koncentracija produkata i reaktanata u reakciji kada je ravnoteža. Vrijednost konstante također ovisi o temperaturi i je li reakcija egzotermna ili endotermična.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
Za generičku reakciju:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Ovdje su mala slova mali broj molova, svaka velika slova predstavljaju kemijske komponente reakcije, a slova u zagradama predstavljaju stanje materije. Pronalaziš konstantu ravnoteže koncentracije s izrazom:
Kc = g h ÷ b
Za egzotermičke reakcije povećavanje temperature smanjuje vrijednost konstante, a za endotermičke reakcije povećanjem temperature povećava se vrijednost konstante.
Izračunavanje konstante ravnoteže
Formula ravnotežne konstante upućuje na generičku "homogenu" reakciju (gdje su stanja tvari u proizvodima i reaktantima ista), a to je:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Ako mala slova predstavljaju brojeve molova svake komponente u reakciji, a velika slova velika slova predstavljaju kemikalije uključene u reakciju, a slova (g) u zagradama predstavljaju stanje materije (plin, u ovom slučaju ).
Sljedeći izraz definira ravnotežnu konstantu koncentracije (Kc):
Kc = g h ÷ b
Ovdje su uglati zagrade za ravnoteže koncentracija (u molovima po litri) za svaku komponentu reakcije. Imajte na umu da su molovi svake komponente u izvornoj reakciji sada eksponenti u izrazu. Ako reakcija pogoduje proizvodima, rezultat će biti veći od 1. Ako pogoduje reaktantima, bit će manji od 1.
Za nehomogene reakcije, proračuni su isti, osim što se krute tvari, čiste tekućine i otapala jednostavno računaju kao 1 u proračunima.
Ravnotežna konstanta tlaka (Kp) zaista je sličan, ali se koristi za reakcije koje uključuju plinove. Umjesto koncentracija koristi djelomične pritiske svake komponente:
Kp = pGg pHh ÷ p pBb
Evo, (strG) je tlak komponente (G) itd., a mala slova predstavljaju broj molova u jednadžbi za reakciju.
Te proračune izvodite na sličan način, ali to ovisi o tome koliko znate o količinama ili pritiscima proizvoda i reaktanata u ravnoteži. Konstantu možete odrediti pomoću poznatih početnih količina i jedne ravnotežne količine s malo algebre, ali općenito je to jednostavnije s poznatim ravnotežnim koncentracijama ili pritiscima.
Kako temperatura utječe na konstantu ravnoteže
Promjena tlaka ili koncentracija stvari prisutnih u smjesi ne mijenja konstantu ravnoteže, iako obje mogu utjecati na položaj ravnoteže. Te promjene imaju poništiti učinak promjene koju ste napravili.
Temperatura, s druge strane, mijenja konstantu ravnoteže. Za egzotermnu reakciju (one koja oslobađaju toplinu), povećanje temperature smanjuje vrijednost konstante ravnoteže. Za endotermičke reakcije, koje apsorbiraju toplinu, povećanjem temperature povećava se vrijednost konstante ravnoteže. Specifični odnos opisan je u van Hoffovoj jednadžbi:
ln (K2 ÷ K1) = (−∆H0 ÷ R) × (1 / T)2 - 1 / T1)
Gdje (∆H0) je promjena entalpije reakcije, (R) je univerzalna konstanta plina, (T1) i T2) su početna i krajnja temperatura i (K1) i (K2) početne su i završne vrijednosti konstante.