Constante d'équilibre
Expression de la constante d'équilibre Kc.
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Core idea
Overview
La constante d'équilibre (Kc) définit le rapport entre les concentrations des produits et celles des réactifs à l'état d'équilibre dynamique pour un système chimique à une température donnée. Elle est dérivée de la loi d'action de masse, dans laquelle chaque concentration est élevée à la puissance de son coefficient stœchiométrique dans l'équation chimique équilibrée.
When to use: Cette équation est utilisée lorsqu'une réaction chimique réversible a atteint un équilibre dynamique dans un système fermé à température constante. Elle s'applique aux solutés en solution ou aux gaz, à condition que leurs concentrations soient exprimées en molarité (mol/L).
Why it matters: La valeur de Kc indique l'étendue d'une réaction ; une grande valeur de Kc favorise les produits, tandis qu'une petite valeur favorise les réactifs. Cela est essentiel pour les chimistes industriels afin de calculer les rendements théoriques et d'optimiser les conditions réactionnelles pour une efficacité maximale.
Symbols
Variables
ratio = Equilibrium Ratio, = Equilibrium Constant
Walkthrough
Derivation
Formule : Constante d'équilibre (Kc)
Donne le rapport des concentrations des produits sur celles des réactifs à l'équilibre, chacune élevée à son coefficient stœchiométrique.
- Le système est en équilibre dynamique dans un système clos.
- Les concentrations sont utilisées comme approximation des activités (traitement de niveau A-Level).
Écrire une réaction générale :
Les coefficients minuscules a, b, c, d proviennent de l'équation équilibrée.
Énoncer l'expression de Kc :
À une température fixe, Kc est constant pour la réaction.
Note: Les solides purs et les liquides purs sont omis car leur concentration est effectivement constante.
Result
Source: AQA A-Level Chemistry — Equilibria
Free formulas
Rearrangements
Solve for ratio
Isoler ratio
Réarrange l'équation pour isoler ratio.
Difficulty: 1/5
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Why it behaves this way
Intuition
Un équilibre dynamique où les molécules s'interconvertissent continuellement entre réactifs et produits, mais les concentrations macroscopiques globales restent constantes, comme une rue à double sens avec un flux de trafic égal dans les deux directions.
Signs and relationships
- Exposants c, d, a, b: Les concentrations sont élevées à la puissance de leurs coefficients stœchiométriques car, selon la loi d'action de masse, la vitesse d'une étape de réaction élémentaire est proportionnelle au produit des réactifs
- Division (produits au numérateur, réactifs au dénominateur): Cette structure de rapport définit Kc comme une mesure de l'avancement de la réaction. Une concentration plus élevée de produits (numérateur) par rapport aux réactifs (dénominateur)
Free study cues
Insight
Canonical usage
Les unités de Kc sont dérivées en substituant les unités de concentration (généralement mol dm^-3) dans l'expression d'équilibre et en simplifiant en fonction des coefficients stœchiométriques de l'équation équilibrée.
Dimension note
Kc est sans dimension uniquement lorsque la somme des coefficients stœchiométriques des produits est égale à la somme des coefficients stœchiométriques des réactifs.
One free problem
Practice Problem
Dans la réaction réversible N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g), un chimiste mesure les molarités à l'équilibre et détermine que l'expression [NO₂]² / [N₂O₄] donne une valeur de 0.00463. Calculez la constante d'équilibre Kc pour cette réaction.
Hint: À l'équilibre, la constante d'équilibre Kc est numériquement égale au rapport des concentrations des produits sur celles des réactifs.
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Where it shows up
Real-World Context
Dans le contexte de Calculer Kc pour le procédé Haber à l'équilibre, Constante d'équilibre sert à transformer les mesures en une valeur interprétable. Le résultat est important parce qu'il aide à relier les quantités mesurées à la concentration, au rendement, au changement d'énergie, à la vitesse de réaction ou à l'équilibre.
Study smarter
Tips
- Les solides purs et les liquides purs ont une activité égale à 1 et sont omis de l'expression.
- La valeur de Kc est constante pour une réaction donnée à une température donnée et ne change pas avec la concentration ou la pression.
- Assurez-vous que l'équation chimique est entièrement équilibrée afin d'identifier correctement les exposants stœchiométriques de chaque espèce.
Avoid these traps
Common Mistakes
- Inclure les solides ou les liquides purs.
- Oublier d'utiliser les concentrations à l'équilibre.
Common questions
Frequently Asked Questions
Donne le rapport des concentrations des produits sur celles des réactifs à l'équilibre, chacune élevée à son coefficient stœchiométrique.
Cette équation est utilisée lorsqu'une réaction chimique réversible a atteint un équilibre dynamique dans un système fermé à température constante. Elle s'applique aux solutés en solution ou aux gaz, à condition que leurs concentrations soient exprimées en molarité (mol/L).
La valeur de Kc indique l'étendue d'une réaction ; une grande valeur de Kc favorise les produits, tandis qu'une petite valeur favorise les réactifs. Cela est essentiel pour les chimistes industriels afin de calculer les rendements théoriques et d'optimiser les conditions réactionnelles pour une efficacité maximale.
Inclure les solides ou les liquides purs. Oublier d'utiliser les concentrations à l'équilibre.
Dans le contexte de Calculer Kc pour le procédé Haber à l'équilibre, Constante d'équilibre sert à transformer les mesures en une valeur interprétable. Le résultat est important parce qu'il aide à relier les quantités mesurées à la concentration, au rendement, au changement d'énergie, à la vitesse de réaction ou à l'équilibre.
Les solides purs et les liquides purs ont une activité égale à 1 et sont omis de l'expression. La valeur de Kc est constante pour une réaction donnée à une température donnée et ne change pas avec la concentration ou la pression. Assurez-vous que l'équation chimique est entièrement équilibrée afin d'identifier correctement les exposants stœchiométriques de chaque espèce.
References
Sources
- Atkins' Physical Chemistry
- IUPAC Gold Book: Equilibrium constant, Kc
- Wikipedia: Equilibrium constant
- IUPAC Gold Book
- NIST Chemistry WebBook
- Atkins' Physical Chemistry, 11th Edition
- IUPAC Gold Book (Compendium of Chemical Terminology)
- Chemistry by Raymond Chang, 12th Edition