Gleichgewichtskonstante Kc und wie man sie berechnet

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 der Reaktanten und Produkte in einer Lösung.

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

Das Gleichgewichtskonstante K._c wird unter Verwendung von Molarität und Koeffizienten berechnet:

K._c = [C]^c[D]^d / [EIN]^ein[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 Berechnung normalerweise für zwei Reaktanten und zwei Produkte geschrieben wird, funktioniert sie für eine beliebige Anzahl von Teilnehmern an der Reaktion.

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

• Alle Produkte und Reaktanten befinden sich für eine Reaktion im homogenen Gleichgewicht in derselben Phase. Zum Beispiel könnte alles eine Flüssigkeit sein oder alle Arten könnten Gase sein.
• Für Reaktionen, die ein heterogenes Gleichgewicht erreichen, ist mehr als eine Phase vorhanden. Normalerweise sind nur zwei Phasen vorhanden, wie z. B. Flüssigkeiten und Gase oder Feststoffe und Flüssigkeiten. Feststoffe werden im Gleichgewichtsausdruck weggelassen.

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

Wenn die Wert für K._c sehr groß ist, 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._c nähert man sich Null, kann davon ausgegangen werden, dass die Reaktion nicht stattfindet.

Wenn die Werte für die Gleichgewichtskonstante für die Vorwärts- und Umkehrreaktion fast gleich sind, dann läuft die Reaktion ungefähr genauso wahrscheinlich in die eine Richtung ab, und die andere und die Mengen an Reaktanten und Produkten sind nahezu gleich. Diese Art der Reaktion gilt als reversibel.

Für das Gleichgewicht zwischen Kupfer- und Silberionen:

Cu (s) + 2Ag⁺ ⇆ Cu²⁺(aq) + 2Ag (s)

Der Ausdruck der Gleichgewichtskonstante wird geschrieben als:

Kc = [Cu²⁺] / [Ag⁺]²

Beachten Sie, dass das feste Kupfer und Silber im Ausdruck weggelassen wurden. Beachten Sie auch, dass der Koeffizient für das Silberion ein Exponent bei der Berechnung der Gleichgewichtskonstante wird.