Contenu
- TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
- Calcul de la constante d'équilibre
- Comment la température affecte la constante d'équilibre
Des réactions réversibles se produisent dans les deux sens, mais chaque réaction réversible se stabilise dans une position «d'équilibre». Si vous souhaitez caractériser l'équilibre d'une telle réaction, la constante d'équilibre décrit l'équilibre entre les produits et les réactifs. Pour calculer la constante d’équilibre, il faut connaître les concentrations des produits et des réactifs dans la réaction lorsque celle-ci est à l’équilibre. La valeur de la constante dépend également de la température et du fait que la réaction soit exothermique ou endothermique.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Pour la réaction générique:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Ici, les lettres minuscules représentent le nombre de moles de chacune, les lettres majuscules désignent les composants chimiques de la réaction et les lettres entre parenthèses représentent l'état de la matière. Vous trouvez la constante d'équilibre de concentration avec l'expression:
Kc = g h ÷ uneb
Pour les réactions exothermiques, augmenter la température réduit la valeur de la constante et pour les réactions endothermiques, augmenter la température augmente la valeur de la constante.
Calcul de la constante d'équilibre
La formule de la constante d’équilibre fait référence à une réaction générique «homogène» (où les états de la matière des produits et des réactifs sont les mêmes), à savoir:
aA (g) + bB (g) ⇌ gG (g) + hH (g)
Lorsque les lettres minuscules représentent le nombre de moles de chaque composant dans la réaction, les lettres majuscules désignent les produits chimiques impliqués dans la réaction et la lettre (g) entre parenthèses représente l'état de la matière (gaz, dans ce cas ).
L’expression suivante définit la constante d’équilibre de concentration (Kc):
Kc = g h ÷ uneb
Ici, les crochets indiquent les concentrations (en moles par litre) de chacun des composants de la réaction, à l'équilibre. Notez que les moles de chaque composant dans la réaction d'origine sont maintenant des exposants dans l'expression. Si la réaction favorise les produits, le résultat sera supérieur à 1. S'il favorise les réactifs, il sera inférieur à 1.
Pour les réactions non homogènes, les calculs sont les mêmes, sauf que les solides, les liquides purs et les solvants sont simplement comptés comme 1 dans les calculs.
La constante d’équilibre de la pression (Kp) est vraiment similaire, mais il est utilisé pour les réactions impliquant des gaz. Au lieu des concentrations, il utilise des pressions partielles de chaque composant:
Kp = pgg pHh ÷ pUNEune pBb
Ici, (pg) est la pression du composant (G) et ainsi de suite, et les lettres minuscules représentent le nombre de moles dans l'équation de la réaction.
Vous effectuez ces calculs d’une manière assez similaire, mais cela dépend de votre connaissance des quantités ou des pressions des produits et des réactifs à l’équilibre. Vous pouvez déterminer la constante en utilisant des quantités initiales connues et une quantité à l’équilibre avec un peu d’algèbre, mais elle est généralement plus simple avec des concentrations ou des pressions d’équilibre connues.
Comment la température affecte la constante d'équilibre
Changer la pression ou la concentration des éléments présents dans le mélange ne modifie pas la constante d’équilibre, bien que ces deux facteurs puissent affecter la position d’équilibre. Ces modifications tendent à annuler l’effet des modifications que vous avez apportées.
La température, en revanche, modifie la constante d'équilibre. Pour une réaction exothermique (dégageant de la chaleur), augmenter la température réduit la valeur de la constante d'équilibre. Pour les réactions endothermiques, qui absorbent la chaleur, augmenter la température augmente la valeur de la constante d'équilibre. La relation spécifique est décrite dans l’équation de van’t Hoff:
ln (K2 ÷ K1) = (−∆H0 ÷ R) × (1 / T2 - 1 / T1)
Où (H0) est le changement d'enthalpie de la réaction, (R) est la constante de gaz universelle, (T1) et T2) sont les températures de départ et finale, et (K1) et (K2) sont les valeurs de départ et finales de la constante.