Rovnovážna konštanta Kc a ako ju vypočítať

Hemant Mehta/Getty Images

Definícia rovnovážnej konštanty

The rovnovážna konštanta je hodnota reakčného kvocientu, ktorá sa vypočíta z výrazu pre chemická rovnováha . Závisí od iónovej sily a teploty a je nezávislá od koncentrácií reaktantov a produktov v roztoku.

Výpočet rovnovážnej konštanty

Pre nasledujúce chemická reakcia:
aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)

The rovnovážna konštanta K _csa vypočíta pomocou molarity a koeficientov:

K_c= [C]^c[D]^d/ [A]^a[B]^b

kde:

[A], [B], [C], [D] atď molárne koncentrácie A, B, C, D (molarita)

a, b, c, d atď koeficienty vo vyváženej chemickej rovnici (čísla pred molekulami)

Rovnovážna konštanta je bezrozmerná veličina (nemá jednotky). Hoci sa výpočet zvyčajne píše pre dva reaktanty a dva produkty, funguje pre ľubovoľný počet účastníkov reakcie.

Kc v homogénnej vs. heterogénnej rovnováhe

Výpočet a interpretácia rovnovážnej konštanty závisí od toho, či chemická reakcia zahŕňa homogénnu rovnováhu alebo heterogénnu rovnováhu.

• Všetky produkty a reaktanty sú v rovnakej fáze pre reakciu v homogénnej rovnováhe. Napríklad všetko môže byť kvapalina alebo všetky druhy môžu byť plyny.
• Pre reakcie, ktoré dosahujú heterogénnu rovnováhu, je prítomná viac ako jedna fáza. Zvyčajne sú prítomné iba dve fázy, ako sú kvapaliny a plyny alebo tuhé látky a kvapaliny. Pevné látky sú z vyjadrenia rovnováhy vynechané.

Význam rovnovážnej konštanty

Pre akúkoľvek danú teplotu existuje iba jedna hodnota pre rovnovážnu konštantu . K_c iba sa mení, ak sa mení teplota, pri ktorej prebieha reakcia. Môžete urobiť nejaké predpovede o chemickej reakcii na základe toho, či je rovnovážna konštanta veľká alebo malá.

Ak hodnota pre K _cje veľmi veľký, potom rovnováha uprednostňuje reakciu doprava a existuje viac produktov ako reaktantov. Reakcia môže byť považovaná za „úplnú“ alebo „kvantitatívnu“.

Ak je hodnota rovnovážnej konštanty malá, potom rovnováha uprednostňuje reakciu vľavo a reaktantov je viac ako produktov. Ak je hodnota K_csa blíži nule, reakcia sa môže považovať za nenastane.

Ak hodnoty pre rovnovážnu konštantu pre doprednú a reverzná reakcia sú takmer rovnaké, potom je pravdepodobné, že reakcia bude prebiehať jedným smerom a druhým smerom a množstvá reaktantov a produktov budú takmer rovnaké. Tento typ reakcie sa považuje za reverzibilné.

Príklad výpočtu rovnovážnej konštanty

Pre rovnováhu medzi iónmi medi a striebra:

Cu(y) + 2Ag⁺⇆ S²⁺(aq) + 2Ag(s)

Rovnovážny konštantný výraz je napísaný takto:

Kc = [Cu²⁺] / [V⁺]^dva

Všimnite si, že pevná meď a striebro boli z výrazu vynechané. Všimnite si tiež, že koeficient pre strieborný ión sa stáva exponentom vo výpočte rovnovážnej konštanty.