Определение константы равновесия
Константа равновесия – это значение коэффициента реакции, которое вычисляется из выражения для химического равновесия. Он зависит от ионной силы и температуры и не зависит от концентраций реагентов и продуктов в растворе.
Расчет константы равновесия
Для следующей химической реакции:
aA (g) + bB (g) ↔ cC (g) + dD (g)
Константа равновесия K c рассчитывается с использованием молярности и коэффициентов:
K c = [C] c [D] d /[A] a [B] b
где:
[A], [B] , [C], [D] и т. Д. Являются молярными концентрациями A, B, C, D (молярность)
a, b, c, d и т. д. являются коэффициентами в сбалансированном химическом уравнении (числа перед молекулами)
Константа равновесия является безразмерной величиной (не имеет единиц измерения) . Хотя расчет обычно пишется для двух реагентов и двух продуктов, он работает для любого числа участников реакции.
Kc в гомогенном и гетерогенном равновесии
Вычисление и интерпретация константы равновесия зависит от того, включает ли химическая реакция гомогенное равновесие или гетерогенное равновесие.
- Все продукты и реагенты находятся в одной фазе реакции при гомогенном равновесии. Например, все может быть жидкостью или все частицы могут быть газами.
- Для реакций, которые достигают гетерогенного равновесия, присутствует более одной фазы. Обычно присутствуют только две фазы, такие как жидкости и газы или твердые вещества и жидкости. Твердые тела не включаются в выражение равновесия.
Значение константы равновесия
Для любой заданной температуры есть только одно значение для константы равновесия. K c изменяется только при изменении температуры, при которой происходит реакция. Вы можете сделать некоторые прогнозы относительно химической реакции в зависимости от того, большая или мала константа равновесия.
Если значение для K c очень велико, тогда равновесие благоприятствует реакции вправо, и продуктов больше, чем реагентов. Реакция может быть названа «полной» или «количественной».
Если значение константы равновесия мало, то равновесие способствует реакции слева, и реагентов больше, чем продуктов. Если значение K c приближается к нулю, можно считать, что реакция не произошла..
Если значения константы равновесия для прямой и обратной реакции почти одинаковы, то реакция примерно с такой же вероятностью будет протекать в одном направлении, и другой, и количества реагентов и продуктов будут примерно одинаковыми. Этот тип реакции считается обратимым.
Пример расчета константы равновесия
Для равновесия между ионами меди и серебра:
Cu (s) + 2Ag + ⇆ Cu 2+ (водн.) + 2Ag (s)
Выражение константы равновесия записывается как:
Kc = [Cu 2+ ]/[Ag + ] 2
Обратите внимание, что твердые медь и серебро не были включены в выражение. Также обратите внимание, что коэффициент для иона серебра становится показателем при вычислении константы равновесия.
