Der Gleichgewichtskonstanten-Ausdrucksrechner dient zur Berechnung der Gleichgewichtskonstante (K) für einen gegebenen Wert chemisches Reaktion. Diese Konstante ist ein grundlegender Parameter in der chemischen Thermodynamik und stellt das Verhältnis der Produktkonzentration zu den Reaktanten im Gleichgewicht dar. Die Kenntnis des K-Werts hilft dabei, das Ausmaß und die Richtung chemischer Reaktionen vorherzusagen.
Formel des Gleichgewichtskonstantenausdrucksrechners
Die Berechnung einer Gleichgewichtskonstante umfasst mehrere Schritte, die jeweils auf grundlegenden chemischen Prinzipien basieren:
Ausgewogene chemische Gleichung
Jede Berechnung muss mit einer ausgewogenen chemischen Gleichung beginnen. Diese Gleichung stellt sicher, dass die Anzahl der Atome für jedes Element auf beiden Seiten der Reaktion gleich ist und dem Massenerhaltungssatz entspricht.
Konzentrationen oder Drücke
Abhängig von der Art der Reaktion kann die Gleichgewichtskonstante in Form von Konzentrationen (Kc) oder Partialdrücken (Kp) ausgedrückt werden. Konzentrationen werden für in Lösungen ablaufende Reaktionen verwendet, während Drücke für gasförmige Reaktionen verwendet werden, jeweils angegeben durch eckige Klammern [].
Stöchiometrische Koeffizienten
Die Koeffizienten in der ausgeglichenen Gleichung geben die Anzahl der Mol jedes beteiligten Reaktanten und Produkts an. Diese Koeffizienten werden als Exponenten im Ausdruck verwendet und haben direkten Einfluss auf die Berechnung von K.
Produkte über Reaktanten
Der Gleichgewichtsausdruck wird gebildet, indem das Produkt der Konzentrationen der Produkte dividiert wird, die jeweils auf erhöht werden Werkzeuge ihrer Stöchiometrischer Koeffizient, durch das Produkt der Konzentrationen der Reaktanten, ebenfalls erhöht.
Für die Reaktion aA + bB <=> cC + dD lautet der Ausdruck der Gleichgewichtskonstante beispielsweise:
K = [C]^c * [D]^d / [A]^a * [B]^b
Tabelle mit allgemeinen Begriffen und Rechner-Dienstprogramm
| Bedingungen | Definition | Nützlichkeit bei Berechnungen |
|---|---|---|
| Treibmittel | Stoffe, die bei einer chemischen Reaktion verbraucht werden. | Geben Sie deren Konzentrationen oder Drücke in die Formel ein. |
| Produkte | Stoffe, die bei einer chemischen Reaktion entstehen. | Geben Sie deren Konzentrationen oder Drücke in die Formel ein. |
| Stöchiometrischer Koeffizient | Zahl, die das Verhältnis von Reaktanten zu Produkten in einer ausgeglichenen Gleichung angibt. | Wird als Exponent im Gleichgewichtskonstantenausdruck verwendet. |
| Gleichgewichtskonzentration | Konzentration von Reaktanten oder Produkten in einer Mischung im Gleichgewicht. | Wird direkt zur Berechnung der Gleichgewichtskonstante verwendet. |
| Partialdruck | Druck, der von einem einzelnen Gas in einem Gasgemisch ausgeübt wird. | Wird für KpKp-Berechnungen in Gasreaktionen verwendet. |
| Kc (Gleichgewichtskonstante für Konzentrationen) | Verhältnis der Produktkonzentrationen zu den Reaktantenkonzentrationen im Gleichgewicht. | Wird für Reaktionen in Lösung verwendet. |
| Kp (Gleichgewichtskonstante für Druck) | Verhältnis von Produktdrücken zu Reaktantendrücken im Gleichgewicht. | Wird für gasförmige Reaktionen verwendet. |
Beispiel eines Rechners für Gleichgewichtskonstantenausdrücke
Um zu veranschaulichen, wie der Gleichgewichtskonstantenausdrucksrechner funktioniert, gehen wir ein detailliertes Beispiel durch, bei dem die Reaktion zwischen Stickstoff (N2) und Wasserstoff (H2) zur Bildung von Ammoniak (NH3) verwendet wird:
Ausgewogene chemische Gleichung: N2 + 3H2 <=> 2NH3
- Identifizieren Sie die Reaktanten und Produkte: Hier sind Stickstoff (N2) und Wasserstoff (H2) die Reaktanten und Ammoniak (NH3) das Produkt.
- Stöchiometrische Koeffizienten: Die Koeffizienten sind 1 für N2, 3 für H2 und 2 für NH3. Diese Zahlen werden in unserer Berechnung als Exponenten verwendet.
- Schreiben Sie den Gleichgewichtsausdruck: Nach der Formel für Gleichgewichtskonstanten:
- K = [Produkte]^Koeffizienten / [Reaktanten]^Koeffizienten
- Daher ist K = [NH3]^2 / ([N2]^1 * [H2]^3)
- Geben Sie die Konzentrationen im Gleichgewicht ein: Angenommen, im Gleichgewicht ergeben sich folgende Konzentrationen:
- [N2] = 0.5 M
- [H2] = 1.5 M
- [NH3] = 1.0 M
- Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante:
- K = (1.0)^2 / (0.5^1 * 1.5^3)
- K = 1 / (0.5 * 3.375)
- K = 1 / 1.6875
- K ≈ 0.593
Die häufigsten FAQs
Kc wird für Konzentrationen in Lösungen verwendet, während Kp für Partialdrücke in Gassystemen verwendet wird.
Temperaturänderungen können den K-Wert erheblich beeinflussen, da er von der Reaktion abhängt Hitze Eigenschaften.