Gleichgewichtskonstante Kc und wie man sie berechnet

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Definition der Gleichgewichtskonstante

Das Gleichgewichtskonstante ist der Wert des Reaktionsquotienten, der aus dem Ausdruck für berechnet wird chemisches Gleichgewicht . Sie hängt von der Ionenstärke und der Temperatur ab und ist unabhängig von den Konzentrationen von Reaktanten und Produkten in einer Lösung.

Berechnung der Gleichgewichtskonstante

Für den folgenden chemische Reaktion:
aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)

Das Gleichgewichtskonstante K _cwird mit Molarität und Koeffizienten berechnet:

K_c= [C]^c[D]^d/ [EIN]^a[B]^b

wo:

[A], [B], [C], [D] usw. sind die molare Konzentrationen von A, B, C, D (Molarität)

a, b, c, d usw. sind die Koeffizienten in der ausgeglichenen chemischen Gleichung (die Zahlen vor den Molekülen)

Die Gleichgewichtskonstante ist eine dimensionslose Größe (hat keine Einheiten). Obwohl die Rechnung normalerweise für zwei Edukte und zwei Produkte geschrieben wird, funktioniert sie für beliebig viele Teilnehmer an der Reaktion.

Kc im homogenen vs. heterogenen Gleichgewicht

Die Berechnung und Interpretation der Gleichgewichtskonstante hängt davon ab, ob es sich bei der chemischen Reaktion um ein homogenes Gleichgewicht oder ein heterogenes Gleichgewicht handelt.

• Alle Produkte und Reaktanten befinden sich in der gleichen Phase für eine Reaktion im homogenen Gleichgewicht. Zum Beispiel könnte alles eine Flüssigkeit sein oder alle Spezies könnten Gase sein.
• Bei Reaktionen, die ein heterogenes Gleichgewicht erreichen, ist mehr als eine Phase vorhanden. Üblicherweise liegen nur zwei Phasen vor, wie Flüssigkeiten und Gase oder Feststoffe und Flüssigkeiten. Feststoffe werden aus dem Gleichgewichtsausdruck weggelassen.

Die Bedeutung der Gleichgewichtskonstante

Für jede gegebene Temperatur gibt es nur eine Wert für die Gleichgewichtskonstante . K_c nur ändert sich, wenn sich die Temperatur ändert, bei der die Reaktion stattfindet. Sie können einige Vorhersagen über die chemische Reaktion machen, basierend darauf, ob die Gleichgewichtskonstante groß oder klein ist.

Wenn die Wert für k _csehr groß ist, dann begünstigt das Gleichgewicht die Reaktion nach rechts, und es gibt mehr Produkte als Reaktanten. Die Reaktion kann als 'vollständig' oder 'quantitativ' bezeichnet werden.

Wenn der Wert für die Gleichgewichtskonstante klein ist, begünstigt das Gleichgewicht die Reaktion nach links, und es gibt mehr Reaktanten als Produkte. Wenn der Wert von K_cgegen Null geht, kann davon ausgegangen werden, dass die Reaktion nicht auftritt.

Wenn die Werte für die Gleichgewichtskonstanten für die Vorwärts- und umgekehrte Reaktion nahezu gleich sind, dann verläuft die Reaktion ungefähr gleich wahrscheinlich in eine Richtung und in die andere, und die Mengen an Reaktanten und Produkten sind nahezu gleich. Diese Art von Reaktion gilt als reversibel.

Beispiel für die Berechnung der Gleichgewichtskonstante

Für das Gleichgewicht zwischen Kupfer- und Silberionen:

Cu(s) + 2Ag⁺⇆ Mit²⁺(aq) + 2Ag(s)

Der Gleichgewichtskonstantenausdruck wird geschrieben als:

Kc = [Cu²⁺] / [Bei⁺]^zwei

Beachten Sie, dass massives Kupfer und Silber aus dem Ausdruck weggelassen wurden. Beachten Sie auch, dass der Koeffizient für das Silberion ein Exponent in der Berechnung der Gleichgewichtskonstante wird.