תגובות הפיכות מתרחשות בשני הכיוונים, אך כל תגובה הפיכה מתייצבת למצב "שיווי משקל". אם ברצונך לאפיין את שיווי המשקל של תגובה כזו, קבוע שיווי המשקל מתאר את האיזון בין המוצרים למגיבים. חישוב קבוע שיווי המשקל דורש ידע על ריכוזי התוצרים והמגיבים בתגובה כאשר הוא נמצא בשיווי משקל. ערך הקבוע תלוי גם בטמפרטורה והאם התגובה היא אקסותרמית או אנדותרמית.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
לתגובה הגנרית:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
כאן, האותיות הקטנות הן מספר השומות של כל אחת מהן, האותיות הקטנות מייצגות את המרכיבים הכימיים של התגובה, והאותיות בסוגריים מייצגות את מצב החומר. אתה מוצא את קבוע שיווי המשקל בריכוז עם הביטוי:
קג = [G]ז [H]ח ÷ [A]א[B]ב
בתגובות אקסותרמיות, הגדלת הטמפרטורה מפחיתה את ערך הקבוע, ובתגובות אנדותרמיות, הגדלת הטמפרטורה מעלה את ערך הקבוע.
חישוב קבוע שיווי המשקל
הנוסחה לקבוע שיווי המשקל מתייחסת לתגובה "הומוגנית" כללית (כאשר מצבי החומר עבור המוצרים והמגיבים זהים), והיא:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
כאשר האותיות הקטנות מייצגות את מספר השומות של כל רכיב בתגובה, ואת האותיות הקטנות עמדו בכימיקלים המעורבים בתגובה והאות (ז) בסוגריים מייצגת את מצב החומר (גז, בזה מקרה).
הביטוי הבא מגדיר את קבוע שיווי המשקל בריכוז (Kג):
קג = [G]ז [H]ח ÷ [A]א[B]ב
כאן, הסוגריים המרובעים מיועדים לריכוזים (במול לליטר) לכל אחד ממרכיבי התגובה, בשיווי משקל. שים לב שהחפרפרות של כל רכיב בתגובה המקורית מהוות כעת מעריצים בביטוי. אם התגובה מעדיפה את המוצרים, התוצאה תהיה גדולה מ -1. אם זה מעדיף את המגיבים, זה יהיה פחות מ -1.
לתגובות לא הומוגניות, החישובים זהים, למעט מוצקים, נוזלים טהורים וממיסים כולם פשוט נספרים כ -1 בחישובים.
קבוע שיווי המשקל של הלחץ (Kעמ ') דומה באמת, אך הוא משמש לתגובות הקשורות לגזים. במקום הריכוזים, הוא משתמש בלחצים חלקיים של כל רכיב:
קעמ ' = עמ 'זז עמ 'הח ÷ עמ 'אא עמ 'בב
הנה, (עמ 'ז) הוא הלחץ של רכיב (G) וכן הלאה, והאותיות הקטנות מייצגות את מספר השומות במשוואת התגובה.
אתה מבצע חישובים אלה בצורה די דומה, אבל זה תלוי כמה אתה יודע על הכמויות או הלחצים של המוצרים והגיבים בשיווי משקל. אתה יכול לקבוע את הקבוע באמצעות כמויות התחלתיות ידועות וכמות שיווי משקל אחת עם מעט אלגברה, אך בדרך כלל זה פשוט יותר עם ריכוזי לחץ או שיווי משקל ידועים.
כיצד הטמפרטורה משפיעה על קבוע שיווי המשקל
שינוי הלחץ או הריכוזים של הדברים הקיימים בתערובת אינו משנה את קבוע שיווי המשקל, אם כי שני אלה עשויים להשפיע על מיקום שיווי המשקל. שינויים אלה נוטים לבטל את השפעת השינוי שביצעת.
לעומת זאת, הטמפרטורה משנה את קבוע שיווי המשקל. לתגובה אקסותרמית (כאלה שמשחררים חום), הגדלת הטמפרטורה מפחיתה את ערך קבוע שיווי המשקל. לתגובות אנדותרמיות, הסופגות חום, הגדלת הטמפרטורה מעלה את ערך קבוע שיווי המשקל. הקשר הספציפי מתואר במשוואת van't Hoff:
ln (K2÷ ק1) = (−∆H0÷ R) × (1 / T.2 - 1 / T.1)
איפה (∆H0) הוא השינוי באנטלפיה של התגובה, (R) הוא קבוע הגז האוניברסלי, (T1) ו- (ת2) הם הטמפרטורות ההתחלתיות והסופיות, ו- (K1) ו- (ק2) הם הערכים ההתחלתיים והסופיים של הקבוע.