Līdzsvara konstante Kc un kā to aprēķināt

Hemants Mehta/Getty Images

Līdzsvara konstantes definīcija

The līdzsvara konstante ir reakcijas koeficienta vērtība, kas tiek aprēķināta no izteiksmes for ķīmiskais līdzsvars . Tas ir atkarīgs no jonu stipruma un temperatūras un nav atkarīgs no reaģentu un produktu koncentrācijas šķīdumā.

Līdzsvara konstantes aprēķināšana

Par sekojošo ķīmiskā reakcija:
aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)

The līdzsvara konstante K _caprēķina, izmantojot molaritāti un koeficientus:

K_c= [C]^c[D]^d/ [A]^a[B]^b

kur:

[A], [B], [C], [D] utt molārās koncentrācijas no A, B, C, D (molaritāte)

a, b, c, d utt koeficienti līdzsvarotajā ķīmiskajā vienādojumā (skaitļi molekulu priekšā)

Līdzsvara konstante ir bezdimensijas lielums (tam nav vienību). Lai gan aprēķinu parasti raksta diviem reaģentiem un diviem produktiem, tas darbojas jebkuram reakcijas dalībnieku skaitam.

Kc homogēnajā un heterogēnajā līdzsvarā

Līdzsvara konstantes aprēķins un interpretācija ir atkarīga no tā, vai ķīmiskā reakcija ietver homogēnu vai neviendabīgu līdzsvaru.

• Visi produkti un reaģenti atrodas vienā un tajā pašā fāzē reakcijai viendabīgā līdzsvarā. Piemēram, viss varētu būt šķidrums vai visas sugas varētu būt gāzes.
• Reakcijām, kas sasniedz neviendabīgu līdzsvaru, ir vairāk nekā viena fāze. Parasti ir tikai divas fāzes, piemēram, šķidrumi un gāzes vai cietas vielas un šķidrumi. Cietās vielas tiek izlaistas līdzsvara izteiksmē.

Līdzsvara konstantes nozīme

Jebkurai temperatūrai ir tikai viens līdzsvara konstantes vērtība . K_c tikai mainās, ja mainās temperatūra, kurā notiek reakcija. Varat veikt dažas prognozes par ķīmisko reakciju, pamatojoties uz to, vai līdzsvara konstante ir liela vai maza.

Ja vērtība K _cir ļoti liels, tad līdzsvars veicina reakciju uz labo pusi, un produktu ir vairāk nekā reaģentu. Reakciju var teikt kā “pilnīgu” vai “kvantitatīvu”.

Ja līdzsvara konstantes vērtība ir maza, tad līdzsvars veicina reakciju pa kreisi, un ir vairāk reaģentu nekā produktu. Ja K vērtība_ctuvojas nullei, var uzskatīt, ka reakcija nenotiek.

Ja vērtības līdzsvara konstantei uz priekšu un apgrieztā reakcija ir gandrīz vienādi, tad reakcijai ir aptuveni tikpat liela iespēja, ka tā turpināsies vienā virzienā, bet otrā virzienā, un reaģentu un produktu daudzums būs gandrīz vienāds. Šāda veida reakcija tiek uzskatīts par atgriezenisku.

Līdzsvara konstantes aprēķina piemērs

Līdzsvaram starp vara un sudraba joniem:

Cu(s) + 2Ag⁺⇆ Ar²⁺(aq) + 2Ag(s)

Līdzsvara konstante izteiksme tiek uzrakstīta šādi:

Kc = [Cu²⁺] / [Plkst⁺]^divi

Ņemiet vērā, ka cietais varš un sudrabs tika izlaisti izteiksmē. Tāpat ņemiet vērā, ka koeficients sudraba jonam kļūst par eksponentu līdzsvara konstantes aprēķinā.