Tartalom
- TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
- Az egyensúlyi állandó kiszámítása
- Hogyan befolyásolja a hőmérséklet az egyensúlyi állandókat?
A reverzibilis reakciók mindkét irányban fordulnak elő, de minden reverzibilis reakció egyensúlyi helyzetbe kerül. Ha szeretné jellemezni egy ilyen reakció egyensúlyát, akkor az egyensúlyi állandó leírja a termékek és a reagensek közötti egyensúlyt. Az egyensúlyi állandó kiszámításához szükség van a termékek és a reagensek koncentrációinak ismeretére a reakcióban, amikor az egyensúlyi állapotban van. Az állandó értéke a hőmérséklettől és attól is függ, hogy a reakció exoterm vagy endoterm.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
Általános reakció esetén:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Itt a kisbetűk az egyes molok számát, a nagybetűk a reakció kémiai alkotóelemeit jelölik, a zárójelben lévő betűk pedig az anyag állapotát mutatják. Megtalálja a koncentráció egyensúlyi állandóját a következő kifejezéssel:
Kc = g h ÷ egyb
Exoterm reakciók esetén a hőmérséklet növelése csökkenti az állandó értékét, és endoterm reakciók esetén a hőmérséklet növelése növeli az állandó értékét.
Az egyensúlyi állandó kiszámítása
Az egyensúlyi állandó képlete hivatkozik egy általános „homogén” reakcióra (ahol a termékek és a reagensek anyagállapotai azonosak), amely a következő:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Ahol a kisbetűk a reakcióban lévő egyes alkotóelemek molszámait mutatják, a nagybetűk pedig a reakcióban részt vevő vegyi anyagokkal vannak jelölve, a zárójelben szereplő g betű pedig az anyag állapotát jelzi (ebben az esetben a gáz) ).
A következő kifejezés határozza meg a koncentráció egyensúlyi állandóját (Kc):
Kc = g h ÷ egyb
Itt a szögletes zárójelben a koncentráció (mol / liter) a reakció minden alkotóeleme egyensúlyban van. Vegye figyelembe, hogy az eredeti reakcióban az egyes komponensek moljai exponensek az expresszióban. Ha a reakció a termékeket részesíti előnyben, akkor az eredmény nagyobb, mint 1. Ha a reagenseket részesíti előnyben, akkor kevesebb, mint 1.
Az inhomogén reakciók esetében a számítások megegyeznek, kivéve a szilárd anyagokat, a tiszta folyadékokat és az oldószereket.
A nyomás egyensúlyi állandója (Kp) valóban hasonló, de gázokkal kapcsolatos reakciókhoz használják. A koncentrációk helyett az egyes komponensek részleges nyomását használja:
Kp = pGg pHh ÷ pAegy pBb
Itt (pG) a (G) komponens nyomása és így tovább, és a kisbetűk a reakció egyenletében szereplő molok számát jelzik.
Ezeket a számításokat nagyon hasonló módon hajtja végre, de attól függ, hogy mennyit tudsz a termékek és a reagensek egyensúlyban lévő mennyiségéről vagy nyomásáról. Az állandó meghatározható az ismert kiindulási mennyiségek és egy egyensúlyi mennyiség felhasználásával egy kis algebrai adattal, de általában egyszerűbb az ismert egyensúlyi koncentrációkkal vagy nyomásokkal.
Hogyan befolyásolja a hőmérséklet az egyensúlyi állandókat?
A keverékben lévő nyomás vagy koncentráció megváltoztatása nem változtatja meg az egyensúlyi állandót, bár ezek mind befolyásolhatják az egyensúly helyzetét. Ezek a változások visszavonják az elvégzett változás hatását.
A hőmérséklet viszont megváltoztatja az egyensúlyi állandót. Exoterm reakciókhoz (amelyek hőt bocsátanak ki) a hőmérséklet növelése csökkenti az egyensúlyi állandó értékét. A hőt elnyelő endoterm reakciók esetén a hőmérséklet növelése növeli az egyensúlyi állandó értékét. A konkrét kapcsolatot a van’t Hoff-egyenlet írja le:
ln (K2 ÷ K1) = (−∆H0 ÷ R) × (1 / T2 - 1 / T1)
Hol (∆H0) a reakció entalpiájának változása, (R) az univerzális gázállandó, (T1) és (T2) a kezdő és a végső hőmérséklet, és (K1) és (K2) az állandó kiindulási és végső értékei.