Константа на равновесието | математическа величина
Константата на равновесието е математическа величина, която изразява отношението между продуктите и реактивите на дадена реакция в равновесно състояние по отношение на определена единица. С други думи, константата на равновесието е реакционният коефициент на химична реакция при химично равновесие. Константата на равновесието може да ни помогне да разберем дали реакцията има тенденция към по-висока концентрация на продуктите или реактивите при равновесие. Можем също така да използваме да Константа на равновесието, за да определим дали реакцията вече е в равновесие.
Съществуват няколко различни вида константи на равновесието, които осигуряват връзки между продуктите и реактивите на химична реакция при химично равновесие в различни единици. Като пример могат да се използват константите на дисоциация.
Константа на равновесие на реакция
За общо химично равновесие
константата на равновесието може да се определи по следния начин
където {A} е активността на химичния вид А и т.н. (активността е безразмерна величина). Прието е активността на продуктите да се поставя в числителя, а тази на реагиращите вещества - в знаменателя.
При равновесие в разтвор активността е произведението от концентрацията и коефициента на активност. Повечето химици определят равновесните константи в разтвор с висока йонна сила. В разтвори с висока йонна сила коефициентът на активност се променя много малко. Затова равновесната константа се определя като коефициент на концентрация:
Стойността на Kc обаче зависи от йонната сила. (Квадратните скоби означават концентрацията на A, B и т.н.)
Това е проста идея. При равновесие атомите могат да се комбинират или да се разпадат, защото реакцията може да протича и в двете посоки. За да работи реакцията, трябва да присъстват всички части, за да се комбинират. По-вероятно е това да се случи, ако реактивите са с по-висока концентрация. Така че концентрациите на всички необходими части се умножават заедно, за да се получи вероятността те да бъдат на едно и също място за реакцията. (Ако реакцията изисква две молекули от определено съединение, тогава концентрацията на това съединение се умножава по квадрата.) В обратна посока всички концентрации на тези необходими части се умножават заедно, за да се получи вероятността те да се намират на едно и също място, за да реагират в обратна посока. Съотношението между тези две числа представлява колко популярна ще бъде всяка от страните на реакцията, когато се постигне равновесие. Равновесна константа от 1 означава, че и двете страни са еднакво популярни. Химиците провеждат експерименти, за да измерят константата на равновесие на различни реакции.
Съществува връзка между свободната енергия на Гибс (
) и равновесната константа, която е,
Тук температурата.
е универсалната газова константа, а еВръзка между K p {\displaystyle K_{p}} и K c {\displaystyle K_{c}}
От закона за идеалния газ знаем, че,
Или,
Така че концентрацията (както и концентрацията
),Тук обемът, е броят на моловете на газа, е универсалната газова константа, а е температурата. И така,
е налягането, е
Или,
Тук
е парциалното налягане на .Ако,
След това,
Тук
е константата на равновесието, изразена в парциално налягане.В този процес,
За горепосочената реакция,
Така че връзката между
и е,
Тук
броят на моловете газ от страна на продукта минус броя на моловете газ от страна на реагента в балансираната реакция.Въпроси и отговори
Въпрос: Какво представлява равновесната константа?
О: Константата на равновесието е математическа величина, която изразява отношението между продуктите и реактивите на дадена реакция при химическо равновесие по отношение на определена единица.
В: Как можем да използваме равновесната константа?
О: Можем да използваме константата на равновесието, за да разберем дали реакцията има тенденция към по-висока концентрация на продуктите или реактивите при равновесие, както и да определим дали реакцията вече е в равновесие.
В: Какви са някои примери за различни видове константи на равновесието?
О: Константите на дисоциация са един от примерите за различни видове константи на равновесие, които осигуряват връзки между продуктите и реактивите на химична реакция при химично равновесие в различни единици.
Въпрос: Какво измерва една равновесна константа?
О: Константата на равновесието измерва връзката между продуктите и реактивите в химична реакция при химично равновесие по отношение на определена единица.
В: Как да разберем кога една реакция вече е в равновесие?
О: Можем да използваме равновесната константа, за да определим дали реакцията вече е в равновесие.
В: Какво означава нещо да е "в равновесие"?
О: В равновесие означава, че няма нетна промяна в концентрациите с течение на времето - всички компоненти остават в равновесие, така че реакциите протичат, но те се уравновесяват от обратните реакции, които протичат едновременно.