Grįžtamos reakcijos vyksta abiem kryptimis, tačiau kiekviena grįžtama reakcija nusistovi į „pusiausvyros“ padėtį. Jei norite apibūdinti tokios reakcijos pusiausvyrą, pusiausvyros konstanta apibūdina pusiausvyrą tarp produktų ir reagentų. Norint apskaičiuoti pusiausvyros konstantą, reikia žinoti apie produktų ir reagentų koncentracijas reakcijoje, kai ji yra pusiausvyroje. Konstantos vertė taip pat priklauso nuo temperatūros ir nuo to, ar reakcija yra egzoterminė, ar endoterminė.
TL; DR (per ilgai; Neskaitė)
Dėl bendros reakcijos:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Čia mažosios raidės yra kiekvieno molio skaičius, didžiosios raidės reiškia cheminius reakcijos komponentus, o skliaustuose esančios raidės reiškia materijos būseną. Koncentracijos pusiausvyros konstanta rasite su išraiška:
K.c = [G]g [H]h ÷ [A]a[B]b
Vykdant egzotermines reakcijas, padidinus temperatūrą, sumažėja konstantos vertė, o dėl endoterminių reakcijų - padidinant konstantos vertę.
Pusiausvyros konstantos skaičiavimas
Pusiausvyros konstantos formulėje pateikiama nuoroda į bendrą „vienalytę“ reakciją (kai produktų ir reagentų medžiagos būsenos yra vienodos):
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Kur mažosios raidės reiškia kiekvieno komponento molių skaičių reakcijoje, o didžiosios - raidės stovėti už reakcijoje dalyvaujančias chemines medžiagas, o skliaustuose esanti raidė (g) nurodo medžiagos (dujų, atvejis).
Ši išraiška apibūdina pusiausvyros koncentracijos konstantą (Kc):
K.c = [G]g [H]h ÷ [A]a[B]b
Čia laužtiniai skliaustai rodo kiekvieno reakcijos komponento koncentraciją (moliais litre), esant pusiausvyrai. Atkreipkite dėmesį, kad kiekvieno komponento apgamai pradinėje reakcijoje dabar yra ekspresijos rodikliai. Jei reakcija palaiko produktus, rezultatas bus didesnis nei 1. Jei jis palankus reagentams, jis bus mažesnis nei 1.
Nehomogeninių reakcijų atveju skaičiavimai yra tokie patys, išskyrus tai, kad kietosios medžiagos, grynieji skysčiai ir tirpikliai skaičiuojant paprasčiausiai priskiriami 1.
Slėgio pusiausvyros konstanta (Kp) yra tikrai panašus, tačiau jis naudojamas reakcijoms, susijusioms su dujomis. Vietoj koncentracijų jis naudoja kiekvieno komponento dalinį slėgį:
K.p = pGg pHh ÷ pAa pBb
Čia, (pG) yra komponento (G) ir pan. slėgis, o mažosios raidės reiškia molių skaičių reakcijos lygtyje.
Šiuos skaičiavimus atliekate panašiai, tačiau tai priklauso nuo to, kiek žinote apie pusiausvyros produktų ir reagentų kiekius ar slėgį. Konstantą galite nustatyti naudodami žinomus pradinius dydžius ir vieną pusiausvyros dydį naudodami šiek tiek algebros, tačiau paprastai tai yra paprasčiau, kai yra žinoma pusiausvyros koncentracija ar slėgis.
Kaip temperatūra veikia pusiausvyros konstantą
Keičiant mišinyje esančių daiktų slėgį ar koncentracijas, pusiausvyros konstanta nepakinta, nors abu šie veiksniai gali turėti įtakos pusiausvyros padėčiai. Šie pakeitimai paprastai panaikina jūsų atlikto pakeitimo poveikį.
Kita vertus, temperatūra keičia pusiausvyros konstantą. Eksoterminei reakcijai (toms, kurios išskiria šilumą) padidinus temperatūrą, pusiausvyros konstantos vertė sumažėja. Endoterminėms reakcijoms, kurios sugeria šilumą, padidinus temperatūrą, padidėja pusiausvyros konstantos vertė. Konkretus ryšys aprašytas van‘no Hoffo lygtyje:
ln (K.2÷ K.1) = (−∆H0÷ R) × (1 / T.2 - 1 / T1)
Kur (∆H0) yra reakcijos entalpijos pokytis, (R) yra universali dujų konstanta, (T1) ir t2) yra pradinė ir galutinė temperatūra, ir (K1) ir (K.2) yra pradinė ir galutinė konstantos vertės.
