Vsebina
- TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
- Izračunavanje konstante ravnotežja
- Kako temperatura vpliva na konstanto ravnotežja
Reverzibilne reakcije se pojavljajo v obeh smereh, vendar se vsaka reverzibilna reakcija umiri v položaj "ravnotežja". Če želite označiti ravnotežje takšne reakcije, ravnotežna konstanta opisuje ravnotežje med produkti in reaktanti. Izračun ravnotežne konstante zahteva poznavanje koncentracij produktov in reaktantov v reakciji, ko je ravnotežje. Vrednost konstante je odvisna tudi od temperature in od tega, ali je reakcija eksotermična ali endotermična.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Za generično reakcijo:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Tukaj so male črke število molov vsakega, velike črke stojijo za kemičnimi sestavinami reakcije, črke v oklepajih pa predstavljajo stanje snovi. Ravnotežna konstanta koncentracije najdete z izrazom:
Kc = g h ÷ ab
Pri eksotermičnih reakcijah zvišanje temperature zmanjšuje vrednost konstante, pri endotermičnih reakcijah pa s povečanjem temperature poveča vrednost konstante.
Izračunavanje konstante ravnotežja
Formula ravnotežne konstante se nanaša na splošno "homogeno" reakcijo (kjer sta snovi v produktih in reaktantih enaka), kar pomeni:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Kadar male črke predstavljajo število molov vsake komponente v reakciji, velike črke pa pomenijo kemikalije, ki sodelujejo v reakciji, črka (g) v oklepaju pa predstavlja stanje snovi (plin, v tem primeru ).
Naslednji izraz določa ravnotežno koncentracijo koncentracije (Kc):
Kc = g h ÷ ab
Tu so kvadratni oklepaji za ravnovesje koncentracij (v molih na liter) za vsako komponento reakcije. Upoštevajte, da so moli vsake komponente v izvirni reakciji zdaj eksponenti. Če reakcija daje prednost izdelkom, bo rezultat večji od 1. Če daje prednost reaktantom, bo manjši od 1.
Pri nehomogenih reakcijah so izračuni enaki, razen trdnih snovi, čistih tekočin in topil se v izračunih preprosto šteje kot 1.
Ravnotežna konstanta tlaka (Kstr) je res podobno, vendar se uporablja za reakcije s plini. Namesto koncentracij uporablja delne tlake vsake komponente:
Kstr = pGg strHh ÷ pAa strBb
Tukaj (strG) je tlak komponente (G) in tako naprej, male črke pa predstavljajo število molov v enačbi za reakcijo.
Te izračune izvajate na podoben način, vendar je odvisno od tega, koliko veste o količinah ali tlakih izdelkov in reaktantov v ravnotežju. Konstanto lahko določite z znanimi začetnimi količinami in eno ravnovesno količino z malo algebre, na splošno pa je bolj enostavno z znanimi ravnotežnimi koncentracijami ali tlaki.
Kako temperatura vpliva na konstanto ravnotežja
Sprememba tlaka ali koncentracij v zmesi ne spremeni ravnovesne konstante, čeprav lahko oboje vpliva na ravnotežni položaj. Te spremembe ponavadi razveljavijo učinek spremembe.
Temperatura pa na drugi strani spreminja ravnovesno konstanto. Pri eksotermični reakciji (tisti, ki sprošča toploto), zvišanje temperature zmanjša vrednost ravnovesne konstante. Pri endotermičnih reakcijah, ki absorbirajo toploto, zvišanje temperature poveča vrednost ravnovesne konstante. Konkretno razmerje je opisano v Vanhotovi Hoffovi enačbi:
ln (K2 ÷ K1) = (−∆H0 ÷ R) × (1 / T)2 - 1 / T1)
Kje (∆H0) je sprememba entalpije reakcije, (R) je univerzalna plinska konstanta, (T1) in (T2) so začetna in končna temperatura ter (K1) in (K2) sta začetna in končna vrednost konstante.