Σταθερότητας ισορροπίας Kc και πώς να το υπολογίσετε

ο σταθερά ισορροπίας είναι η τιμή του πηλίκο αντίδρασης που υπολογίζεται από την έκφραση για χημική ισορροπία. Εξαρτάται από την ιοντική ισχύ και τη θερμοκρασία και είναι ανεξάρτητη από τις συγκεντρώσεις των αντιδραστηρίων και των προϊόντων σε ένα διάλυμα.

Για τα ακόλουθα χημική αντίδραση:
αΑ (ζ) + bB (g) ↔cC (g) + dD (g)

ο σταθερά ισορροπίας Κ_ντο υπολογίζεται χρησιμοποιώντας γραμμομοριακότητα και συντελεστές:

κ_ντο = [C]^ντο[ΡΕ]^ρε / [ΕΝΑ]^ένα[ΣΙ]^σι

που:

[Α], [Β], [C], [D] κλπ. είναι το μοριακές συγκεντρώσεις των Α, Β, C, D (γραμμομοριακότητα)

α, β, γ, δ, κλπ. είναι το συντελεστές στην ισορροπημένη χημική εξίσωση (οι αριθμοί μπροστά από τα μόρια)

Η σταθερά ισορροπίας είναι μια αδιάστατη ποσότητα (δεν έχει μονάδες). Αν και ο υπολογισμός είναι συνήθως γραμμένος για δύο αντιδραστήρια και δύο προϊόντα, λειτουργεί για οποιονδήποτε αριθμό συμμετεχόντων στην αντίδραση.

Ο υπολογισμός και η ερμηνεία της σταθεράς ισορροπίας εξαρτάται από το αν η χημική αντίδραση περιλαμβάνει ομοιογενή ισορροπία ή ετερογενή ισορροπία.

• Όλα τα προϊόντα και τα αντιδραστήρια είναι στην ίδια φάση για μια αντίδραση σε ομοιογενή ισορροπία. Για παράδειγμα, όλα θα μπορούσαν να είναι υγρό ή όλα τα είδη θα μπορούσαν να είναι αέρια.
• Υπάρχουν περισσότερες από μία φάσεις για αντιδράσεις που φθάνουν σε ετερογενή ισορροπία. Συνήθως, υπάρχουν μόνο δύο φάσεις, όπως υγρά και αέρια ή στερεά και υγρά. Τα στερεά παραλείπονται από την έκφραση ισορροπίας.

Για οποιαδήποτε δεδομένη θερμοκρασία, υπάρχει μόνο μία τιμή για τη σταθερά ισορροπίας. κ_ντο μόνο αλλάζει εάν αλλάζει η θερμοκρασία στην οποία συμβαίνει η αντίδραση. Μπορείτε να κάνετε κάποιες προβλέψεις σχετικά με τη χημική αντίδραση με βάση το αν η σταθερά ισορροπίας είναι μεγάλη ή μικρή.

Αν το τιμή για το K_ντο είναι πολύ μεγάλη, τότε η ισορροπία ευνοεί την αντίδραση στα δεξιά και υπάρχουν περισσότερα προϊόντα από τα αντιδραστήρια. Η αντίδραση μπορεί να θεωρηθεί ότι είναι "πλήρης" ή "ποσοτική".

Αν η τιμή για τη σταθερά ισορροπίας είναι μικρή, τότε η ισορροπία ευνοεί την αντίδραση στα αριστερά και υπάρχουν περισσότερα αντιδραστήρια από τα προϊόντα. Εάν η τιμή του K_ντο πλησιάζει το μηδέν, η αντίδραση μπορεί να θεωρηθεί ότι δεν συμβαίνει.

Αν οι τιμές για τη σταθερά ισορροπίας για το εμπρόσθιο και το αντίστροφη αντίδραση είναι σχεδόν το ίδιο, τότε η αντίδραση είναι πιθανό να προχωρήσει σε μία κατεύθυνση και η άλλη και οι ποσότητες των αντιδραστηρίων και των προϊόντων θα είναι σχεδόν ίσες. Αυτός ο τύπος αντίδρασης θεωρείται αναστρέψιμη.

Για την ισορροπία μεταξύ ιόντων χαλκού και αργύρου:

Cu (s) + 2Ag⁺ ⇆ Cu²⁺(υδ) + 2Αg (s)

Η σταθερή έκφραση ισορροπίας γράφεται ως:

Kc = [Cu²⁺] / [Ag⁺]²

Σημειώστε ότι ο στερεός χαλκός και το ασήμι παραλείφθηκαν από την έκφραση. Επίσης, σημειώστε ότι ο συντελεστής για το ιόν αργύρου γίνεται ένας εκθέτης στον υπολογισμό της σταθεράς ισορροπίας.