Оборотні реакції відбуваються в обох напрямках, але кожна оборотна реакція встановлюється в положення "рівноваги". Якщо ви хочете охарактеризувати рівновагу такої реакції, константа рівноваги описує баланс між продуктами та реагентами. Розрахунок константи рівноваги вимагає знання концентрацій продуктів та реагентів у реакції, коли вона знаходиться в рівновазі. Значення константи також залежить від температури та того, чи є реакція екзотермічною чи ендотермічною.
TL; DR (занадто довгий; Не читав)
Для загальної реакції:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Тут малі літери - це кількість молей кожного, великі літери означають хімічні компоненти реакції, а букви в дужках - стан речовини. Ви знайдете константу рівноваги концентрації з виразом:
Кc = [G]g [H]h ÷ [A]а[B]b
Для екзотермічних реакцій підвищення температури зменшує значення константи, а для ендотермічних реакцій збільшення температури збільшує значення константи.
Обчислення константи рівноваги
Формула константи рівноваги посилається на загальну «однорідну» реакцію (де стани речовини для продуктів та реагентів однакові), яка є:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Де малі літери представляють цифри молей кожного компонента в реакції, а великі літери заступаються за хімічні речовини, що беруть участь у реакції, і буква (g) у дужках представляє стан речовини (газу, у цьому справа).
Наступний вираз визначає константу рівноваги концентрації (Kc):
Кc = [G]g [H]h ÷ [A]а[B]b
Тут квадратні дужки відповідають концентраціям (в молях на літр) для кожного з компонентів реакції в рівновазі. Зверніть увагу, що молі кожного компонента у вихідній реакції тепер є експонентами у виразі. Якщо реакція сприяє продуктам, то результат буде більше 1. Якщо воно сприяє реагентам, воно буде менше 1.
Для неоднорідних реакцій обчислення однакові, за винятком твердих речовин, чистих рідин та розчинників у розрахунках просто враховують 1.
Постійна рівноваги тиску (Kстор) дійсно схожий, але застосовується для реакцій із залученням газів. Замість концентрацій використовується парціальний тиск кожного компонента:
Кстор = рGg сторHh ÷ pAа сторBb
Тут, (сG) - тиск компонента (G) тощо, а малі літери представляють кількість молей у рівнянні реакції.
Ви виконуєте ці розрахунки досить подібним чином, але це залежить від того, наскільки ви знаєте про кількість або тиск продуктів та реагентів у рівновазі. Ви можете визначити константу, використовуючи відомі початкові величини та одну рівноважну величину з трохи алгебри, але, як правило, це більш просто з відомими рівноважними концентраціями або тисками.
Як температура впливає на константу рівноваги
Зміна тиску або концентрацій речей, присутніх у суміші, не змінює константу рівноваги, хоча обидва вони можуть впливати на положення рівноваги. Ці зміни, як правило, скасовують ефект від внесених вами змін.
З іншого боку, температура змінює константу рівноваги. Для екзотермічної реакції (такої, що виділяє тепло), підвищення температури зменшує значення константи рівноваги. Для ендотермічних реакцій, які поглинають тепло, підвищення температури збільшує значення константи рівноваги. Конкретний взаємозв'язок описаний у рівнянні va Гоффа:
ln (K2÷ К1) = (−∆H0÷ R) × (1 / T2 - 1 / Т1)
Де (∆H0) - зміна ентальпії реакції, (R) - універсальна газова постійна, (T1) та (T2) - початкова і кінцева температури, і (K1) та (K2) - початкове та кінцеве значення константи.