Az egyensúly állandó meghatározása
Az egyensúlyi állandó a reakció hányadosa értéke, amelyet a Kémiai egyensúly. Az ionerősségtől és a hőmérséklettől függ, és független a reagensek és termékek koncentrációiból az oldatban.
Az egyensúlyi állandó kiszámítása
A következőnek kémiai reakció:
aA (g) + bB (g) ↔ cC (g) + dD (g)
Az egyensúlyi állandó Kc kiszámítása a molaritás és az együtthatók alapján történik:
Kc = [C]c[D]d / [A]egy[B]b
hol:
[A], [B], [C], [D] stb. a moláris koncentrációk A, B, C, D értéke (molaritás)
a, b, c, d stb. a együtthatók a kiegyensúlyozott kémiai egyenletben (a molekulák előtti számok)
Az egyensúlyi állandó dimenzió nélküli mennyiség (nincs egység). Noha a számítást általában két reagensre és két termékre írják, a reakcióban részt vevő bármilyen számra vonatkozik.
Kc homogén vs. Heterogén egyensúly
Az egyensúlyi állandó kiszámítása és értelmezése attól függ, hogy a kémiai reakció magában foglalja-e homogén egyensúlyt vagy heterogén egyensúlyt.
- Az összes termék és reagens azonos fázisban van a homogén egyensúlyi reakcióban. Például, minden lehet folyadék, vagy minden faj lehet gáz.
- A heterogén egyensúlyt elérő reakcióknál egynél több fázis van jelen. Általában csak két fázis van jelen, például folyadékok és gázok vagy szilárd és folyadékok. A szilárd anyagokat kihagyják az egyensúlyi kifejezésből.
Az egyensúlyi állandó jelentősége
Bármely adott hőmérsékleten csak egy van az egyensúlyi állandó értéke. Kc csak megváltozik, ha a reakció hőmérséklete megváltozik. Becsléseket tehet a kémiai reakcióról annak alapján, hogy az egyensúlyi állandó állandó-e vagy sem.
Ha a K értékc nagyon nagy, akkor az egyensúly elősegíti a jobb oldali reakciót, és több termék van, mint reagensek. A reakciót teljesnek vagy kvantitatívnak mondhatjuk.
Ha az egyensúlyi állandó értéke kicsi, akkor az egyensúly elősegíti a bal oldali reakciót, és több reagens van, mint a termékek. Ha K értékec nullához közeledik, úgy lehet tekinteni, hogy a reakció nem következik be.
Ha az egyensúlyi állandó értékei az előre és a fordított reakció majdnem megegyeznek, akkor a reakció nagyjából valószínű, hogy egy irányba halad, a másik felé, és a reagensek és termékek mennyisége majdnem azonos. Ez a típusú reakció visszafordíthatónak tekinthető.
Példa az egyensúlyi állandó számításra
A réz és az ezüst ionok egyensúlya:
Cu (k) + 2Ag+ ⇆ Cu2+(aq) + 2Ag (s)
Az egyensúlyi állandó kifejezést a következőképpen írjuk:
Kc = [Cu2+] / [Ag+]2
Vegye figyelembe, hogy a szilárd réz és ezüst nem szerepel a kifejezésben. Azt is figyelembe kell venni, hogy az ezüstion együtthatója exponenssé válik az egyensúlyi állandó kiszámításánál.