Definizione costante di equilibrio
Il equilibrio costante è il valore del quoziente di reazione che viene calcolato dall'espressione per equilibrio chimico. Dipende dalla forza e dalla temperatura ioniche ed è indipendente dalle concentrazioni di reagenti e prodotti in una soluzione.
Calcolo della costante di equilibrio
Per i seguenti reazione chimica:
aA (g) + bB (g) ↔ cC (g) + dD (g)
Il costante di equilibrio Kc è calcolato usando molarità e coefficienti:
Kc = [C]c[D]d / [A]un'[B]B
dove:
[A], [B], [C], [D] ecc. sono i concentrazioni molari di A, B, C, D (molarità)
a, b, c, d, ecc. sono i coefficienti nell'equazione chimica bilanciata (i numeri davanti alle molecole)
La costante di equilibrio è una quantità senza dimensioni (non ha unità). Sebbene il calcolo sia generalmente scritto per due reagenti e due prodotti, funziona per qualsiasi numero di partecipanti alla reazione.
Kc in Omogeneo vs. Equilibrio eterogeneo
Il calcolo e l'interpretazione della costante di equilibrio dipende dal fatto che la reazione chimica comporti un equilibrio omogeneo o un equilibrio eterogeneo.
- Tutti i prodotti e i reagenti sono nella stessa fase per una reazione a equilibrio omogeneo. Ad esempio, tutto potrebbe essere un liquido o tutte le specie potrebbero essere gas.
- È presente più di una fase per reazioni che raggiungono un equilibrio eterogeneo. Di solito sono presenti solo due fasi, come liquidi e gas o solidi e liquidi. I solidi vengono omessi dall'espressione di equilibrio.
Il significato della costante di equilibrio
Per ogni data temperatura, ce n'è solo una valore per la costante di equilibrio. Kc solo cambia se cambia la temperatura alla quale si verifica la reazione. È possibile effettuare alcune previsioni sulla reazione chimica in base al fatto che la costante di equilibrio sia grande o piccola.
Se la valore per Kc è molto grande, quindi l'equilibrio favorisce la reazione a destra e ci sono più prodotti che reagenti. Si può dire che la reazione sia "completa" o "quantitativa".
Se il valore per la costante di equilibrio è piccolo, l'equilibrio favorisce la reazione a sinistra e vi sono più reagenti che prodotti. Se il valore di Kc si avvicina allo zero, la reazione può essere considerata non avvenuta.
Se i valori per la costante di equilibrio per l'avanti e reazione inversa sono quasi uguali, quindi la reazione ha la stessa probabilità di procedere in una direzione e l'altra e le quantità di reagenti e prodotti saranno quasi uguali. Questo tipo di reazione è considerato reversibile.
Esempio di calcolo della costante di equilibrio
Per l'equilibrio tra ioni rame e ioni d'argento:
Cu (s) + 2Ag+ ⇆ Cu2+(aq) + 2Ag (s)
L'espressione della costante di equilibrio è scritta come:
Kc = [Cu2+] / [Ag+]2
Nota il rame solido e l'argento sono stati omessi dall'espressione. Inoltre, si noti che il coefficiente per lo ione argento diventa un esponente nel calcolo della costante di equilibrio.