I. ÐỊNH LUẬT TÁC DỤNG KHỐI LƯỢNG
b. Hằng số cân bằng KP
Hằng số cân bằng này liên hệđến áp suất riêng phần của hóa chất ở thể khí lúc cân bằng (lúc đạt trạng thái cân bằng).
[Áp suất riêng phần của mỗi cấu tử của hỗn hợp có thể tích chung là V là áp suất mà cấu tửấy có khi nó đứng riêng một mình và cũng chiếm thể tích V của hỗn hợp ở cùng nhiệt độ].
Xét phản ứng:
Gọi PA, PB, PC, PD lần lượt là áp suất riêng phần của các khí A, B, C, D có thể xem như khí lý tưởng lúc cân bằng , lần lượt là số mol của A, B, C, D hiện diện trong thể tích V của hệ phản ứng (bình phản ứng) lúc cân bằng ở nhiệt độ T (oK).
Từđó ta có:
Thay [A], [B], [C], [D] vào biểu thức của hằng số cân bằng KC:
(4-3)
Do KC chỉ phụ thuộc nhiệt độ nên KP cũng chỉ phụ thuộc nhiệt độ T.
Hằng số cân bằng này liên hệđến phân số mol (phân mol, phần mol) của các chất trong phản ứng.
[Phân số mol (phân mol hay phần mol) x của cấu tử i trong hỗn hợp gồm nhiều cấu tử là tỉ số giữa số mol của i với tổng số mol của các cấu tử có trong hỗn hợp.
Xét phản ứng:
Gọi P là áp suất của hỗn hợp khí lúc cân bằng; xA, xB, xC, xC lần lượt là phân số mol của A, B, C, D lúc cân bằng.
Với là tổng số mol hỗn hợp gồm các khí A, B, C, D lúc cân bằng.
: Tổng hệ số mol khí sản phẩm = tổng hệ số mol khí tác chất
Như vậy hằng số cân bằng Kx phụ thuộc vào nhiệt độ T và áp suất tổng quát P của hỗn hợp khí lúc cân bằng.
Nếu
=> p + q = m + n
=> Tổng hệ số mol khí bên sản phẩm = Tổng hệ số mol khí bên tác chất
Chú thích:
- Người ta chỉ rằng trong biểu thức của các hằng số cân bằng liên hệđến khí nêu trên, ta không chú ý đến các chất lỏng và chất rắn. Ví dụ: - Với phản ứng: CaCO3(r) CaO(r) + CO2(k) Thì hằng số cân bằng là Kp = PCO2 - Với phản ứng: NH4Cl(r) HCl(k) + NH3(k) Thì hằng số cân bằng là Kp = PHCl.PNH3 - Với phản ứng: HCl(k) + NH3(k) NH4Cl(r) Thì hằng số cân bằng là Kp =
- Hằng số cân bằng K càng lớn, phản ứng càng thiên về chiều thuận, hằng số cân bằng K càng nhỏ phản ứng càng thiên về chiều nghịch
- Tùy theo hệ số của phản ứng mà hằng số cân bằng của cùng một phản ứng có thể khác nhau.
Ví dụ:
- Với phản ứng:
- Với phản ứng: