Wirtualne laboratorium/Chemia/Równowaga chemiczna/Stała równowagi Kp dla gazów

Stała równowagi Kp dla gazów

Zmieniaj ciśnienia cząstkowe reagentów. Dla reakcji w fazie gazowej stałą równowagi wyraża się ciśnieniami cząstkowymi: Kp to iloczyn ciśnień produktów do substratów w potęgach współczynników.

Stała równowagi Kp dla gazów
Chemia · Równowaga chemiczna · Stała Kp gazów (CHE.ROWN.PR.02)
Ciśnienie cząstkowe produktu pNO2p_{\mathrm{NO_2}}2.0 bar
Ciśnienie cząstkowe substratu pN2O4p_{\mathrm{N_2O_4}}2.0 bar
Stała równowagi KpK_p dla reakcji w fazie gazowej wyrażana jest przez:
p(NO₂)
2.00 bar
p(N₂O₄)
2.00 bar
licznik p²(NO₂)
4.00
Kp
2.00
🎯 Wyzwanie: trafuj Kp
seria: 0

Dam Ci docelowe Kp — dobierz ciśnienia cząstkowe, by je uzyskać. Kp = p²(NO₂)/p(N₂O₄).

Co się właśnie stało?

Podwoiłeś ciśnienie cząstkowe produktu NO₂, a wartość KpK_p wzrosła cztery razy. Produkt wchodzi do licznika w kwadracie (bo jego współczynnik to 2), więc każda zmiana ciśnienia działa ze zdwojoną siłą.

Stała Kp dla reakcji gazowej:

Kp=pNO22pN2O4K_p = \dfrac{p_{\mathrm{NO_2}}^{2}}{p_{\mathrm{N_2O_4}}}

— w liczniku ciśnienia cząstkowe produktów, w mianowniku substratów, każde podniesione do potęgi równej współczynnikowi stechiometrycznemu. Ogólnie dla aA+bB⇌cC+dDaA + bB \rightleftharpoons cC + dD: Kp=pCc pDdpAa pBbK_p = \frac{p_C^{c}\,p_D^{d}}{p_A^{a}\,p_B^{b}}.

Związek Kp z Kc:

Kp=Kc (RT)Δn,Δn=nprod−nsubstK_p = K_c\,(RT)^{\Delta n}, \qquad \Delta n = n_{\text{prod}} - n_{\text{subst}}

Dla naszej reakcji Δn=2−1=1\Delta n = 2 - 1 = 1, więc Kp=Kc⋅RTK_p = K_c\cdot RT. Gdy liczba moli gazu się nie zmienia (Δn=0\Delta n = 0), oba są równe: Kp=KcK_p = K_c.

Co to znaczy w praktyce?

W mieszaninie gazów wygodniej mierzyć ciśnienia niż stężenia — dlatego dla gazów używamy KpK_p. Ciała stałe i czyste ciecze nie wchodzą do wyrażenia (ich „ciśnienie" jest stałe). Duże KpK_p oznacza, że w równowadze przeważają produkty.

Po co Ci to na maturze:

Zadania z równowagi gazowej wymagają zapisania wyrażenia na KpK_p i wstawienia ciśnień cząstkowych. Chwyt: współczynnik stechiometryczny → wykładnik, produkty na górę, substraty na dół, a przeliczenie na KcK_c zrobisz przez (RT)Δn(RT)^{\Delta n}.

Zapamiętaj: dla gazów KpK_p to iloczyn ciśnień cząstkowych produktów przez substraty, każde w potędze współczynnika — Kp=pNO22/pN2O4K_p = p_{\mathrm{NO_2}}^{2}/p_{\mathrm{N_2O_4}}, a Kp=Kc(RT)ΔnK_p = K_c(RT)^{\Delta n} łączy go ze stałą stężeniową.

Model poglądowy · Wirtualne laboratorium NexTutor

Spodobał Ci się eksperyment? Udostępnij go.

Jest darmowy — podeślij znajomym ze szkoły.

Teoria i wzory

Stała Kp

Dla reakcji gazowych wygodniej wyrazić stałą równowagi przez ciśnienia cząstkowe zamiast stężeń. Dla N2+3H2⇌2NH3\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3}: Kp=pNH32pN2⋅pH23K_p = \dfrac{p_{\mathrm{NH_3}}^2}{p_{\mathrm{N_2}}\cdot p_{\mathrm{H_2}}^3} Każde ciśnienie podnosimy do potęgi równej współczynnikowi stechiometrycznemu.

Związek z Kc

Kp=Kc (R T)ΔnK_p = K_c\,(R\,T)^{\Delta n} gdzie Δn\Delta n to zmiana liczby moli gazu (produkty − substraty). Gdy Δn=0\Delta n = 0, wtedy Kp=KcK_p = K_c.

Kiedy używać

KpK_p stosujemy dla reakcji gazowych, gdy wygodniej operować ciśnieniami niż stężeniami. Obie stałe zależą tylko od temperatury.

Oznaczenia: KpK_p — stała przez ciśnienia, KcK_c — przez stężenia, pip_i — ciśnienie cząstkowe, RR — stała gazowa, TT — temperatura (K), Δn\Delta n — zmiana liczby moli gazu.

Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.

Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.

Uczysz w klasie albo korepetujesz? Prowadź uczniów w NexTutor →

Najczęstsze pytania

›

Czym wyrażana jest stała Kp?

Ciśnieniami cząstkowymi gazów (produktów/substratów w potęgach współczynników).

›

Jak Kp wiąże się z Kc?

Kp = Kc·(RT)^Δn, gdzie Δn to zmiana liczby moli gazu.

›

Kiedy używamy Kp zamiast Kc?

Dla reakcji gazowych, gdy wygodniej operować ciśnieniami niż stężeniami.