Обратимые реакции происходят в обоих направлениях, но каждая обратимая реакция устанавливается в «равновесное» положение. Если вы хотите охарактеризовать равновесие такой реакции, константа равновесия описывает баланс между продуктами и реагентами. Расчет константы равновесия требует знания концентраций продуктов и реагентов в реакции, когда она находится в равновесии. Значение константы также зависит от температуры и от того, является ли реакция экзотермической или эндотермической.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Для общей реакции:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Здесь строчные буквы обозначают количество молей каждого, прописные буквы обозначают химические компоненты реакции, а буквы в скобках обозначают состояние вещества. Вы найдете константу равновесия концентрации с помощью выражения:
Kc = [G]грамм [ЧАС]час ÷ [A]а[B]б
Для экзотермических реакций увеличение температуры уменьшает значение константы, а для эндотермических реакций увеличение температуры увеличивает значение константы.
Расчет константы равновесия
Формула для константы равновесия ссылается на типичную «гомогенную» реакцию (где состояния вещества для продуктов и реагентов одинаковы), а именно:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Где строчные буквы обозначают количество молей каждого компонента в реакции, а прописные буквы обозначают химические вещества, участвующие в реакции, а буква (g) в скобках обозначает состояние вещества (в данном случае газ дело).
Следующее выражение определяет константу равновесия концентрации (Kc):
Kc = [G]грамм [ЧАС]час ÷ [A]а[B]б
Здесь квадратные скобки обозначают концентрации (в молях на литр) каждого из компонентов реакции в состоянии равновесия. Обратите внимание, что моль каждого компонента в исходной реакции теперь является показателем степени в выражении. Если реакция благоприятствует продуктам, то результат будет больше 1. Если он благоприятствует реагентам, он будет меньше 1.
Для неоднородных реакций расчеты такие же, за исключением того, что твердые вещества, чистые жидкости и растворители просто считаются как 1 в расчетах.
Константа равновесия давления (Kп) действительно похож, но он используется для реакций с участием газов. Вместо концентраций он использует парциальные давления каждого компонента:
Kп = pграммграмм пЧАСчас ÷ pАа пBб
Здесь (pграмм) - давление компонента (G) и так далее, а строчные буквы представляют количество молей в уравнении реакции.
Вы выполняете эти расчеты совершенно аналогичным образом, но это зависит от того, насколько хорошо вы знаете о количествах или давлениях продуктов и реагентов в состоянии равновесия. Вы можете определить константу, используя известные начальные количества и одно равновесное количество с небольшой алгеброй, но обычно это более просто с известными равновесными концентрациями или давлениями.
Как температура влияет на константу равновесия
Изменение давления или концентрации веществ, присутствующих в смеси, не меняет константу равновесия, хотя и то, и другое может повлиять на положение равновесия. Эти изменения, как правило, сводят на нет эффект внесенного вами изменения.
С другой стороны, температура изменяет константу равновесия. Для экзотермических реакций (которые выделяют тепло) повышение температуры снижает значение константы равновесия. Для эндотермических реакций, которые поглощают тепло, повышение температуры увеличивает значение константы равновесия. Конкретная взаимосвязь описывается уравнением Вант-Гоффа:
ln (К2÷ K1) = (−∆H0÷ R) × (1 / Т2 - 1 / т1)
Где (∆H0) - изменение энтальпии реакции, (R) - универсальная газовая постоянная, (T1) и т2) - начальная и конечная температуры, а (K1) и (K2) - начальное и конечное значения константы.