תוֹכֶן
תגובות הפיכות מתרחשות בשני הכיוונים, אך כל תגובה הפיכה מסתפקת בעמדת "שיווי משקל". אם אתה רוצה לאפיין את שיווי המשקל של תגובה כזו, קבוע שיווי המשקל מתאר את האיזון בין המוצרים לבין המגיבים. חישוב קבוע שיווי המשקל דורש ידיעה על ריכוזי התוצרים והגיבורים בתגובה כאשר הוא נמצא בשיווי משקל. ערך הקבוע תלוי גם בטמפרטורה והאם התגובה אקסותרמית או אנדותרמית.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
לתגובה הגנרית:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
כאן, האותיות הקטנות הן מספר השומות של כל אחת מהן, האותיות הגדולות באות עבור המרכיבים הכימיים של התגובה, והאותיות בסוגריים מייצגות את מצב החומר. אתה מוצא את קבוע שיווי המשקל של הריכוז עם הביטוי:
קג = ז ח ÷ אב
לתגובות אקסותרמיות, העלאת הטמפרטורה מורידה את ערך הקבוע, ולתגובות אנדותרמיות, העלאת הטמפרטורה מעלה את ערך הקבוע.
חישוב קבוע שיווי המשקל
הנוסחה של קבוע שיווי המשקל מפנה התייחסות לתגובה "הומוגנית" גנרית (כאשר מצבי החומר עבור התוצרים והמגיבים זהים), שהיא:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
כאשר האותיות הקטנות מייצגות את מספר השומות של כל מרכיב בתגובה, והאותיות באותיות גדולות עומדות בפני הכימיקלים המעורבים בתגובה והאות (ז) בסוגריים מייצגת את מצב החומר (גז, במקרה זה ).
הביטוי הבא מגדיר את קבוע שיווי המשקל של הריכוז (Kג):
קג = ז ח ÷ אב
כאן הסוגריים המרובעים מיועדים לריכוזים (בשומות לליטר) לכל אחד ממרכיבי התגובה, בשיווי משקל. שים לב כי השומות של כל אחד מהרכיבים בתגובה המקורית הם כעת אקספוננטים בביטוי. אם התגובה מעדיפה את המוצרים, התוצאה תהיה גדולה מ -1. אם היא מעדיפה את המגיבים, היא תהיה פחות מ 1.
עבור תגובות לא-הומוגניות, החישובים זהים, למעט מוצקים, נוזלים טהורים וממסים נספרים כולם פשוט כ -1 בחישובים.
קבוע שיווי המשקל של הלחץ (Kע) זה ממש דומה, אבל הוא משמש לתגובות הכרוכות בגזים. במקום הריכוזים הוא משתמש בלחצים חלקיים של כל אחד מהרכיבים:
קע = pזז עחח ÷ pאא עבב
הנה, (עמ ')ז) הוא הלחץ של רכיב (G) וכן הלאה, והאותיות הקטנות מייצגות את מספר השומות במשוואה לתגובה.
אתה מבצע את החישובים האלה בצורה די דומה, אבל זה תלוי בכמה שאתה יודע על הכמויות או הלחצים של המוצרים והגיבורים בשיווי משקל. אתה יכול לקבוע את הקבוע באמצעות כמויות התחלתיות ידועות וכמות שיווי משקל אחת עם קצת אלגברה, אבל בדרך כלל זה יותר פשוט עם ריכוזי או לחיצות שיווי משקל ידועים.
כיצד הטמפרטורה משפיעה על קבוע שיווי המשקל
שינוי הלחץ או הריכוז של הדברים הקיימים בתערובת אינו משנה את קבוע שיווי המשקל, אם כי שני אלה עשויים להשפיע על מיקום שיווי המשקל. שינויים אלה נוטים לבטל את השפעת השינוי שביצעת.
לעומת זאת הטמפרטורה משנה את קבוע שיווי המשקל. לתגובה אקסותרמית (כזו שמשחררת חום) הגדלת הטמפרטורה מורידה את ערך קבוע שיווי המשקל. עבור תגובות אנדותרמיות, הסופגות חום, העלאת הטמפרטורה מעלה את ערך קבוע שיווי המשקל. הקשר הספציפי מתואר במשוואת van not Hoff:
ln (K2 ÷ ק1) = (−∆H0 ÷ R) × (1 / T2 - 1 / ת1)
איפה (∆H0) הוא שינוי האנטלפיה של התגובה, (R) הוא קבוע הגז האוניברסאלי, (T1) ו- (ת2) הם הטמפרטורות המוצעות והסופיות, ו (K1) ו- (K2) הם הערכים ההתחלתיים והסופיים של הקבוע.