Sisu
- TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
- Tasakaalukonstandi arvutamine
- Kuidas temperatuur mõjutab tasakaalukonstanti
Pööratavad reaktsioonid toimuvad mõlemas suunas, kuid iga pöörduv reaktsioon püsib tasakaalulises asendis. Kui soovite iseloomustada sellise reaktsiooni tasakaalu, kirjeldab tasakaalukonstant toodete ja reagentide vahelist tasakaalu. Tasakaalukonstandi arvutamine nõuab teadmist toodete ja reagentide kontsentratsioonide kohta reaktsioonis, kui see on tasakaalus. Konstandi väärtus sõltub ka temperatuurist ja sellest, kas reaktsioon on eksotermiline või endotermiline.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Üldise reaktsiooni jaoks:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Siin tähistavad väiketähed kummagi moolide arvu, suured tähed tähistavad reaktsiooni keemilisi komponente ja sulgudes olevad tähed tähistavad mateeria olekut. Kontsentratsiooni tasakaalukonstant leitakse järgmiselt:
Kc = g h ÷ ab
Eksotermiliste reaktsioonide korral vähendab temperatuuri tõstmine konstandi väärtust ja endotermiliste reaktsioonide korral temperatuuri tõstmine suurendab konstandi väärtust.
Tasakaalukonstandi arvutamine
Tasakaalukonstandi valem osutab üldisele “homogeensele” reaktsioonile (kus saaduste ja reagentide olekud on samad), mis on:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Kui väiketähed tähistavad iga reaktsiooni komponendi moolide arvu ja suured tähed tähistavad reaktsioonis osalevaid kemikaale ning sulgudes olev g-täht tähistab aine olekut (antud juhul gaas ).
Järgmine avaldis määratleb kontsentratsiooni tasakaalukonstandi (Kc):
Kc = g h ÷ ab
Nurksulud on reaktsiooni kõigi komponentide kontsentratsiooni (moolides liitri kohta) tasakaalus. Pange tähele, et algse reaktsiooni iga komponendi moolid on nüüd avaldis eksponendid. Kui reaktsioon soosib tooteid, on tulemus suurem kui 1. Kui reaktiivi eelistatakse, on see väiksem kui 1.
Ebahomogeensete reaktsioonide korral on arvutused samad, välja arvatud tahked ained, puhtad vedelikud ja lahustid arvestatakse arvutustes lihtsalt ühega.
Rõhu tasakaalukonstant (Klk) on tõesti sarnane, kuid seda kasutatakse gaasidega seotud reaktsioonides. Kontsentratsioonide asemel kasutab see iga komponendi osalist survet:
Klk = lkGg lkHh ÷ lkAa lkBb
Siin, (lkG) on komponendi (G) rõhk ja nii edasi ning väiketähed tähistavad moolide arvu reaktsiooni võrrandis.
Teete neid arvutusi üsna sarnaselt, kuid see sõltub sellest, kui palju te teate toodete ja reagentide koguste või rõhkude tasakaalust. Konstandi saate teada teadaolevate algkoguste ja ühe tasakaalukoguse abil natuke algebrat kasutades, kuid üldiselt on see teadaolevate tasakaalukontsentratsioonide või -rõhkudega arusaadavam.
Kuidas temperatuur mõjutab tasakaalukonstanti
Segus esineva rõhu või kontsentratsiooni muutmine ei muuda tasakaalukonstanti, ehkki mõlemad võivad mõjutada tasakaaluasendit. Need muudatused tühistavad teie tehtud muudatuse mõju.
Teisest küljest muudab temperatuur tasakaalukonstanti. Eksotermilise reaktsiooni (need, mis eraldavad soojust) korral vähendab temperatuuri tõstmine tasakaalukonstandi väärtust. Endotermiliste reaktsioonide korral, mis neelavad soojust, suurendab temperatuuri tõus tasakaalukonstandi väärtust. Konkreetset suhet on kirjeldatud van’t Hoffi võrrandis:
ln (K2 ÷ K1) = (−∆H0 ÷ R) × (1 / T2 - 1 / T1)
Kus (∆H0) on reaktsiooni entalpia muutus, (R) on universaalne gaasikonstant, (T1) ja (T2) on alg- ja lõpptemperatuur ning (K1) ja (K2) on konstandi alg- ja lõppväärtused.