🛠️

Whiz Tools

Build • Create • Innovate

Калкулатор на стойността Kp за химически равновесни реакции

Изчислете константите на равновесие (Kp) за химически реакции на базата на частични налягания и стехиометрични коефициенти. Основен инструмент за студенти по химия и професионалисти, анализиращи реакции в газова фаза.

Калкулатор на стойността Kp

Изчислете константата на равновесие (Kp) за химични реакции на базата на частични налягания и стехиометрични коефициенти.

Химично уравнение

R1 ⇌ P1

Реактанти

Реактант 1

Продукти

Продукт 1

Формула на Kp

Kp =(P1)(R1)

calculationSteps

Kp =(1)(1)= 0

Резултат

Kp = 0
Копирай

Какво е Kp?

Константата на равновесие Kp е стойност, която показва съотношението на продуктите към реактанти при равновесие за химична реакция. Тя се изчислява с помощта на частичните налягания на газовете, повдигнати на степените на техните стехиометрични коефициенти. Висока стойност на Kp показва, че реакцията предпочита продуктите, докато ниска стойност на Kp показва, че реакцията предпочита реактанти.

📚

Документация

Калкулатор на стойността Kp за химично равновесие

Въведение в стойността Kp в химията

Константата на равновесие Kp е основна концепция в химията, която количествено определя връзката между продуктите и реактивите в химична реакция при равновесие. За разлика от другите константи на равновесие, Kp използва специфично частичните налягания на газовете, за да изрази тази връзка, което я прави особено ценна за реакции в газова фаза. Този калкулатор за стойността Kp предоставя прост начин за определяне на константата на равновесие за газови реакции на базата на частични налягания и стехиометрични коефициенти.

В химичната термодинамика стойността Kp показва дали реакцията предпочита образуването на продукти или реактиви при равновесие. Голямата стойност Kp (по-голяма от 1) показва, че продуктите са предпочитани, докато малката стойност Kp (по-малка от 1) предполага, че реактивите преобладават при равновесие. Тази количествена мярка е от съществено значение за предсказване на поведението на реакцията, проектиране на химични процеси и разбиране на спонтанността на реакцията.

Нашият калкулатор опростява често сложния процес на определяне на стойностите Kp, като ви позволява да въведете реактиви и продукти, техните стехиометрични коефициенти и частични налягания, за да изчислите автоматично константата на равновесие. Независимо дали сте студент, който учи концепции за химично равновесие, или професионален химик, анализиращ условията на реакцията, този инструмент предоставя точни изчисления на Kp без необходимост от ръчно изчисление.

Обяснение на формулата Kp

Константата на равновесие Kp за обща реакция в газова фаза е дефинирана от следната формула:

Kp=∏(Pproducts)coefficients∏(Preactants)coefficientsK_p = \frac{\prod (P_{products})^{coefficients}}{\prod (P_{reactants})^{coefficients}}

За химична реакция, представена като:

aA+bB⇌cC+dDaA + bB \rightleftharpoons cC + dD

Формулата за Kp става:

Kp=(PC)c×(PD)d(PA)a×(PB)bK_p = \frac{(P_C)^c \times (P_D)^d}{(P_A)^a \times (P_B)^b}

Където:

  • PAP_A, PBP_B, PCP_C и PDP_D са частичните налягания на газовете A, B, C и D при равновесие (обикновено в атмосфери, atm)
  • aa, bb, cc и dd са стехиометричните коефициенти на балансираното химично уравнение

Важни съображения за изчисленията на Kp

  1. Единици: Частичните налягания обикновено се изразяват в атмосфери (atm), но могат да се използват и други единици за налягане, стига да са последователни в цялото изчисление.

  2. Чисти твърди вещества и течности: Чистите твърди вещества и течности не допринасят за израза на Kp, тъй като техните активности се считат за 1.

  3. Температурна зависимост: Стойностите Kp зависят от температурата. Калкулаторът предполага, че изчисленията се извършват при постоянна температура.

  4. Връзка с Kc: Kp (въз основа на налягания) е свързан с Kc (въз основа на концентрации) чрез уравнението: Kp=Kc×(RT)ΔnK_p = K_c \times (RT)^{\Delta n} Където Δn\Delta n е промяната в броя на молекулите газ в реакцията.

  5. Стандартно състояние: Стойностите Kp обикновено се отчитат при стандартни условия (1 atm налягане).

Гранични случаи и ограничения

  • Много големи или малки стойности: За реакции с много големи или малки константи на равновесие, калкулаторът показва резултатите в научна нотация за яснота.

  • Нулеви налягания: Частичните налягания трябва да са по-големи от нула, тъй като нулевите стойности биха довели до математически грешки в изчислението.

  • Неидеално газово поведение: Калкулаторът предполага идеално газово поведение. За системи с високо налягане или реални газове може да са необходими корекции.

Как да използвате калкулатора на стойността Kp

Нашият калкулатор на Kp е проектиран да бъде интуитивен и удобен за ползване. Следвайте тези стъпки, за да изчислите константата на равновесие за вашата химична реакция:

Стъпка 1: Въведете информация за реактивите

  1. За всеки реактив във вашето химично уравнение:

    • По желание въведете химична формула (напр. "H₂", "N₂")
    • Въведете стехиометричния коефициент (трябва да бъде положително цяло число)
    • Въведете частичното налягане (в atm)

  2. Ако вашата реакция има множество реактиви, кликнете върху бутона "Добави реактив", за да добавите повече полета за въвеждане.

Стъпка 2: Въведете информация за продуктите

  1. За всеки продукт във вашето химично уравнение:

    • По желание въведете химична формула (напр. "NH₃", "H₂O")
    • Въведете стехиометричния коефициент (трябва да бъде положително цяло число)
    • Въведете частичното налягане (в atm)

  2. Ако вашата реакция има множество продукти, кликнете върху бутона "Добави продукт", за да добавите повече полета за въвеждане.

Стъпка 3: Вижте резултатите

  1. Калкулаторът автоматично изчислява стойността Kp, докато въвеждате данни.
  2. Резултатът се показва на видно място в секцията с резултати.
  3. Можете да копирате изчислената стойност в клипборда, като кликнете върху бутона "Копирай".

Примерно изчисление

Нека изчислим стойността Kp за реакцията: N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)

Дадено:

  • Частично налягане на N₂ = 0.5 atm (коефициент = 1)
  • Частично налягане на H₂ = 0.2 atm (коефициент = 3)
  • Частично налягане на NH₃ = 0.8 atm (коефициент = 2)

Изчисление: Kp=(PNH3)2(PN2)1×(PH2)3=(0.8)2(0.5)1×(0.2)3=0.640.5×0.008=0.640.004=160K_p = \frac{(P_{NH_3})^2}{(P_{N_2})^1 \times (P_{H_2})^3} = \frac{(0.8)^2}{(0.5)^1 \times (0.2)^3} = \frac{0.64}{0.5 \times 0.008} = \frac{0.64}{0.004} = 160

Стойността Kp за тази реакция е 160, което показва, че реакцията силно предпочита образуването на продукти при дадените условия.

Приложения и случаи на употреба на стойността Kp

Константата на равновесие Kp има множество приложения в химията и свързаните области:

1. Предсказване на посоката на реакцията

Едно от основните приложения на Kp е да предсказва посоката, в която реакцията ще протече, за да достигне равновесие:

  • Ако реакционният коефициент Q < Kp: Реакцията ще протече напред (към продуктите)
  • Ако Q > Kp: Реакцията ще протече назад (към реактивите)
  • Ако Q = Kp: Реакцията е в равновесие

2. Оптимизация на индустриалните процеси

В индустриалните условия стойностите Kp помагат за оптимизиране на условията на реакцията за максимална добив:

  • Производство на амоняк: Процесът на Хабер за синтез на амоняк (N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃) използва стойностите Kp, за да определи оптималните температурни и налягания условия.
  • Производство на сярна киселина: Процесът на контакт използва данни за Kp, за да максимизира производството на SO₃.
  • Рафиниране на нефт: Процесите на реформиране и разлагане се оптимизират с помощта на константи на равновесие.

3. Екологична химия

Стойностите Kp са от съществено значение за разбирането на атмосферната химия и замърсяването:

  • Образуване на озон: Константите на равновесие помагат за моделиране на образуването и изчерпването на озон в атмосферата.
  • Химия на киселинния дъжд: Стойностите Kp за реакциите на SO₂ и NO₂ с вода помагат за предсказване на образуването на киселинен дъжд.
  • Въглероден цикъл: Равновесието на CO₂ между въздуха и водата се описва с помощта на стойности Kp.

4. Фармацевтични изследвания

В разработването на лекарства стойностите Kp помагат за разбиране на:

  • Стабилност на лекарства: Константите на равновесие предсказват стабилността на фармацевтични съединения.
  • Биодостъпност: Стойностите Kp за разтворимостта влияят на абсорбцията на лекарства.
  • Оптимизация на синтеза: Условията на реакция за синтез на лекарства се оптимизират с помощта на данни за Kp.

5. Академични изследвания и образование

Изчисленията на Kp са основополагающи в:

  • Образование по химия: Обучение на концепции за химично равновесие
  • Планиране на изследвания: Проектиране на експерименти с предсказуеми резултати
  • Теоретична химия: Тестване и разработване на нови теории за химична реактивност

Алтернативи на Kp

Докато Kp е ценен за реакции в газова фаза, други константи на равновесие могат да бъдат по-подходящи в различни контексти:

Kc (Концентрационна константа на равновесие)

Kc използва моларни концентрации вместо частични налягания и често е по-удобен за:

  • Реакции в разтвор
  • Реакции, включващи малко или никакви газови фази
  • Образователни среди, където измерванията на налягане са непрактични

Ka, Kb, Kw (Константи на равновесие за киселини, основи и вода)

Тези специализирани константи се използват за:

  • Реакции на киселини и основи
  • Изчисления на pH
  • Буферни разтвори

Ksp (Константа на разтворимост)

Ksp се използва специфично за:

  • Разтворимост на слабо разтворими соли
  • Реакции на утаяване
  • Химия на водите

Историческо развитие на концепцията Kp

Концепцията за химично равновесие и константите на равновесие значително еволюира през вековете:

Ранни наблюдения (18-ти век)

Основата за разбирането на химичното равновесие започва с наблюденията на обратими реакции. Клод Луи Берто лет (1748-1822) направи пионерски наблюдения по време на египетската кампания на Наполеон, отбелязвайки, че натриевият карбонат се образува естествено по ръбовете на солници — в противоречие с преобладаващото мнение, че химичните реакции винаги протичат до завършване.

Математическа формулировка (19-ти век)

Математичното третиране на химичното равновесие се появява в средата на 19-ти век:

  • Като Максимилиан Гулдберг и Петер Вага (1864-1867): Формулират закона на масовото действие, който образува основата за изразите на константите на равновесие.
  • Якобус Хенрикус ван'т Хоф (1884): Разграничава различните типове константи на равновесие и разработва зависимостта от температурата (уравнението на ван'т Хоф).
  • Хенри Луи Льо Шателие (1888): Формулира принципа на Льо Шателие, който предсказва как системите на равновесие реагират на смущения.

Теродинамична основа (началото на 20-ти век)

Съвременното разбиране на Kp е утвърдено с термодинамични принципи:

  • Гилбърт Нютон Луис (1901-1907): Свързва константите на равновесие с измененията на свободната енергия.
  • Йоханес Николай Бронстед (1923): Разширява концепцията за равновесие в химията на киселини и основи.
  • Лайнус Полинг (1930-те - 1940-те): Приложи квантовата механика, за да обясни химичното свързване и равновесието на молекулно ниво.

Съвременни разработки (късно 20-ти век до настоящето)

Наскоро напредъците усъвършенстват нашето разбиране и приложение на Kp:

  • Компютърна химия: Напреднали алгоритми сега позволяват прецизно предсказване на константите на равновесие от първи принципи.
  • Неидеални системи: Разширенията на основната концепция Kp отчитат неидеалното газово поведение с помощта на фугаситет вместо налягане.
  • Микрокинетично моделиране: Комбинира константите на равновесие с реакционната кинетика за цялостно инженерство на реакцията.

Често задавани въпроси относно изчисленията на стойността Kp

Каква е разликата между Kp и Kc?

Kp използва частични налягания на газовете в израза си, докато Kc използва моларни концентрации. Те са свързани чрез уравнението:

Kp=Kc×(RT)ΔnK_p = K_c \times (RT)^{\Delta n}

Където R е газовата константа, T е температурата в Келвини, а Δn е промяната в молекулите газ. За реакции, при които броят на молекулите газ не се променя (Δn = 0), Kp е равен на Kc.

Как температурата влияе на стойността Kp?

Температурата значително влияе на стойностите Kp. За екзотермични реакции (тези, които освобождават топлина), Kp намалява с увеличаване на температурата. За ендотермични реакции (тези, които абсорбират топлина), Kp се увеличава с температурата. Тази връзка е описана от уравнението на ван'т Хоф:

ln⁡(Kp2Kp1)=−ΔH∘R(1T2−1T1)\ln \left( \frac{K_{p2}}{K_{p1}} \right) = \frac{-\Delta H^{\circ}}{R} \left( \frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1} \right)

Където ΔH° е стандартната енталпийна промяна на реакцията.

Влияе ли налягането на стойността Kp?

Промяната на общото налягане не променя директно стойността Kp при дадена температура. Въпреки това, промените в налягането могат да преместят позицията на равновесието в съответствие с принципа на Льо Шателие. За реакции, при които броят на молекулите газ се променя, увеличаването на налягането ще предпочита страната с по-малко молекули газ.

Могат ли стойностите Kp да бъдат отрицателни?

Не, стойностите Kp не могат да бъдат отрицателни. Като отношение на продуктови и реактивни термини, константата на равновесие винаги е положително число. Много малките стойности (близки до нула) показват реакции, които силно предпочитат реактивите, докато много големите стойности показват реакции, които силно предпочитат продуктите.

Как да се справим с много големи или много малки стойности Kp?

Много големите или малки стойности Kp най-добре се изразяват с помощта на научна нотация. Например, вместо да пишете Kp = 0.0000025, напишете Kp = 2.5 × 10⁻⁶. По същия начин, вместо Kp = 25000000, напишете Kp = 2.5 × 10⁷. Нашият калкулатор автоматично форматира екстремни стойности в научна нотация за яснота.

Какво означава стойност Kp точно 1?

Стойността Kp точно 1 означава, че продуктите и реактивите са налични в равни термодинамични активности при равновесие. Това не означава непременно равни концентрации или налягания, тъй като стехиометричните коефициенти влияят на изчислението.

Как да включа твърди вещества и течности в изчисленията на Kp?

Чистите твърди вещества и течности не се появяват в израза на Kp, тъй като техните активности се определят като 1. Само газовете (и понякога разтворените вещества) допринасят за изчислението на Kp. Например, в реакцията CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g), изразът Kp е просто Kp = PCO₂.

Мога ли да използвам Kp, за да изчисля равновесни налягания?

Да, ако знаете стойността Kp и всички, с изключение на едно от частичните налягания, можете да решите за неизвестното налягане. За сложни реакции това може да включва решаване на полиномиални уравнения.

Насколько точны расчеты Kp для реальных газов?

Стандартные расчеты Kp предполагают идеальное газовое поведение. Для реальных газов при высоких давлениях или низких температурах это предположение вводит ошибки. Более точные расчеты заменяют давления на фугаситеты, которые учитывают неидеальное поведение.

Как Kp связан со свободной энергией Гиббса?

Kp напрямую связан со стандартным изменением свободной энергии Гиббса (ΔG°) реакции по уравнению:

ΔG∘=−RTln⁡(Kp)\Delta G^{\circ} = -RT\ln(K_p)

Эта связь объясняет, почему Kp зависит от температуры и предоставляет термодинамическую основу для предсказания спонтанности.

Примеры кода для расчета значений Kp

Excel

1' Excel функция для расчета значения Kp
2Function CalculateKp(productPressures, productCoefficients, reactantPressures, reactantCoefficients)
3    ' Инициализировать числитель и знаменатель
4    Dim numerator As Double
5    Dim denominator As Double
6    numerator = 1
7    denominator = 1
8    
9    ' Вычислить продуктовую часть
10    For i = 1 To UBound(productPressures)
11        numerator = numerator * (productPressures(i) ^ productCoefficients(i))
12    Next i
13    
14    ' Вычислить реактивную часть
15    For i = 1 To UBound(reactantPressures)
16        denominator = denominator * (reactantPressures(i) ^ reactantCoefficients(i))
17    Next i
18    
19    ' Вернуть значение Kp
20    CalculateKp = numerator / denominator
21End Function
22
23' Пример использования:
24' =CalculateKp({0.8,0.5},{2,1},{0.2,0.1},{3,1})
25

Python

1def calculate_kp(product_pressures, product_coefficients, reactant_pressures, reactant_coefficients):
2    """
3    Calculate the equilibrium constant Kp for a chemical reaction.
4    
5    Parameters:
6    product_pressures (list): Partial pressures of products in atm
7    product_coefficients (list): Stoichiometric coefficients of products
8    reactant_pressures (list): Partial pressures of reactants in atm
9    reactant_coefficients (list): Stoichiometric coefficients of reactants
10    
11    Returns:
12    float: The calculated Kp value
13    """
14    if len(product_pressures) != len(product_coefficients) or len(reactant_pressures) != len(reactant_coefficients):
15        raise ValueError("Pressure and coefficient lists must have the same length")
16    
17    # Calculate numerator (products)
18    numerator = 1.0
19    for pressure, coefficient in zip(product_pressures, product_coefficients):
20        if pressure <= 0:
21            raise ValueError("Partial pressures must be positive")
22        numerator *= pressure ** coefficient
23    
24    # Calculate denominator (reactants)
25    denominator = 1.0
26    for pressure, coefficient in zip(reactant_pressures, reactant_coefficients):
27        if pressure <= 0:
28            raise ValueError("Partial pressures must be positive")
29        denominator *= pressure ** coefficient
30    
31    # Return Kp value
32    return numerator / denominator
33
34# Пример использования:
35# N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)
36product_pressures = [0.8]  # NH₃
37product_coefficients = [2]
38reactant_pressures = [0.5, 0.2]  # N₂, H₂
39reactant_coefficients = [1, 3]
40
41kp = calculate_kp(product_pressures, product_coefficients, reactant_pressures, reactant_coefficients)
42print(f"Kp value: {kp}")
43

JavaScript

1/**
2 * Calculate the equilibrium constant Kp for a chemical reaction
3 * @param {Array<number>} productPressures - Partial pressures of products in atm
4 * @param {Array<number>} productCoefficients - Stoichiometric coefficients of products
5 * @param {Array<number>} reactantPressures - Partial pressures of reactants in atm
6 * @param {Array<number>} reactantCoefficients - Stoichiometric coefficients of reactants
7 * @returns {number} The calculated Kp value
8 */
9function calculateKp(productPressures, productCoefficients, reactantPressures, reactantCoefficients) {
10    // Validate input arrays
11    if (productPressures.length !== productCoefficients.length || 
12        reactantPressures.length !== reactantCoefficients.length) {
13        throw new Error("Pressure and coefficient arrays must have the same length");
14    }
15    
16    // Calculate numerator (products)
17    let numerator = 1;
18    for (let i = 0; i < productPressures.length; i++) {
19        if (productPressures[i] <= 0) {
20            throw new Error("Partial pressures must be positive");
21        }
22        numerator *= Math.pow(productPressures[i], productCoefficients[i]);
23    }
24    
25    // Calculate denominator (reactants)
26    let denominator = 1;
27    for (let i = 0; i < reactantPressures.length; i++) {
28        if (reactantPressures[i] <= 0) {
29            throw new Error("Partial pressures must be positive");
30        }
31        denominator *= Math.pow(reactantPressures[i], reactantCoefficients[i]);
32    }
33    
34    // Return Kp value
35    return numerator / denominator;
36}
37
38// Пример использования:
39// N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)
40const productPressures = [0.8]; // NH₃
41const productCoefficients = [2];
42const reactantPressures = [0.5, 0.2]; // N₂, H₂
43const reactantCoefficients = [1, 3];
44
45const kp = calculateKp(productPressures, productCoefficients, reactantPressures, reactantCoefficients);
46console.log(`Kp value: ${kp}`);
47

Java

1import java.util.Arrays;
2
3public class KpCalculator {
4    /**
5     * Calculate the equilibrium constant Kp for a chemical reaction
6     * @param productPressures Partial pressures of products in atm
7     * @param productCoefficients Stoichiometric coefficients of products
8     * @param reactantPressures Partial pressures of reactants in atm
9     * @param reactantCoefficients Stoichiometric coefficients of reactants
10     * @return The calculated Kp value
11     */
12    public static double calculateKp(double[] productPressures, int[] productCoefficients,
13                                    double[] reactantPressures, int[] reactantCoefficients) {
14        // Validate input arrays
15        if (productPressures.length != productCoefficients.length ||
16            reactantPressures.length != reactantCoefficients.length) {
17            throw new IllegalArgumentException("Pressure and coefficient arrays must have the same length");
18        }
19        
20        // Calculate numerator (products)
21        double numerator = 1.0;
22        for (int i = 0; i < productPressures.length; i++) {
23            if (productPressures[i] <= 0) {
24                throw new IllegalArgumentException("Partial pressures must be positive");
25            }
26            numerator *= Math.pow(productPressures[i], productCoefficients[i]);
27        }
28        
29        // Calculate denominator (reactants)
30        double denominator = 1.0;
31        for (int i = 0; i < reactantPressures.length; i++) {
32            if (reactantPressures[i] <= 0) {
33                throw new IllegalArgumentException("Partial pressures must be positive");
34            }
35            denominator *= Math.pow(reactantPressures[i], reactantCoefficients[i]);
36        }
37        
38        // Return Kp value
39        return numerator / denominator;
40    }
41    
42    public static void main(String[] args) {
43        // Пример: N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)
44        double[] productPressures = {0.8}; // NH₃
45        int[] productCoefficients = {2};
46        double[] reactantPressures = {0.5, 0.2}; // N₂, H₂
47        int[] reactantCoefficients = {1, 3};
48        
49        double kp = calculateKp(productPressures, productCoefficients, reactantPressures, reactantCoefficients);
50        System.out.printf("Kp value: %.4f%n", kp);
51    }
52}
53

R

1calculate_kp <- function(product_pressures, product_coefficients, 
2                         reactant_pressures, reactant_coefficients) {
3  # Validate input vectors
4  if (length(product_pressures) != length(product_coefficients) || 
5      length(reactant_pressures) != length(reactant_coefficients)) {
6    stop("Pressure and coefficient vectors must have the same length")
7  }
8  
9  # Check for positive pressures
10  if (any(product_pressures <= 0) || any(reactant_pressures <= 0)) {
11    stop("All partial pressures must be positive")
12  }
13  
14  # Calculate numerator (products)
15  numerator <- prod(product_pressures ^ product_coefficients)
16  
17  # Calculate denominator (reactants)
18  denominator <- prod(reactant_pressures ^ reactant_coefficients)
19  
20  # Return Kp value
21  return(numerator / denominator)
22}
23
24# Пример использования:
25# N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)
26product_pressures <- c(0.8)  # NH₃
27product_coefficients <- c(2)
28reactant_pressures <- c(0.5, 0.2)  # N₂, H₂
29reactant_coefficients <- c(1, 3)
30
31kp <- calculate_kp(product_pressures, product_coefficients, 
32                  reactant_pressures, reactant_coefficients)
33cat(sprintf("Kp value: %.4f\n", kp))
34

Числови примери за изчисления на Kp стойности

Ето някои примери, за да илюстрираме изчисленията на Kp за различни видове реакции:

Пример 1: Синтез на амоняк

За реакцията: N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)

Дадено:

  • P(N₂) = 0.5 atm
  • P(H₂) = 0.2 atm
  • P(NH₃) = 0.8 atm

Kp=(PNH3)2(PN2)1×(PH2)3=(0.8)2(0.5)1×(0.2)3=0.640.5×0.008=0.640.004=160K_p = \frac{(P_{NH_3})^2}{(P_{N_2})^1 \times (P_{H_2})^3} = \frac{(0.8)^2}{(0.5)^1 \times (0.2)^3} = \frac{0.64}{0.5 \times 0.008} = \frac{0.64}{0.004} = 160

Стойността Kp от 160 показва, че тази реакция силно предпочита образуването на амоняк при дадените условия.

Пример 2: Реакция на воден газ

За реакцията: CO(g) + H₂O(g) ⇌ CO₂(g) + H₂(g)

Дадено:

  • P(CO) = 0.1 atm
  • P(H₂O) = 0.2 atm
  • P(CO₂) = 0.4 atm
  • P(H₂) = 0.3 atm

Kp=PCO2×PH2PCO×PH2O=0.4×0.30.1×0.2=0.120.02=6K_p = \frac{P_{CO_2} \times P_{H_2}}{P_{CO} \times P_{H_2O}} = \frac{0.4 \times 0.3}{0.1 \times 0.2} = \frac{0.12}{0.02} = 6

Стойността Kp от 6 показва, че реакцията умерено предпочита образуването на продукти при дадените условия.

Пример 3: Разлагане на калциев карбонат

За реакцията: CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g)

Дадено:

  • P(CO₂) = 0.05 atm
  • CaCO₃ и CaO са твърди вещества и не се появяват в израза на Kp

Kp=PCO2=0.05K_p = P_{CO_2} = 0.05

Стойността Kp е равна на частичното налягане на CO₂ при равновесие.

Пример 4: Димеризация на диоксид на азота

За реакцията: 2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g)

Дадено:

  • P(NO₂) = 0.25 atm
  • P(N₂O₄) = 0.15 atm

Kp=PN2O4(PNO2)2=0.15(0.25)2=0.150.0625=2.4K_p = \frac{P_{N_2O_4}}{(P_{NO_2})^2} = \frac{0.15}{(0.25)^2} = \frac{0.15}{0.0625} = 2.4

Стойността Kp от 2.4 показва, че реакцията донякъде предпочита образуването на димера при дадените условия.

Източници

  1. Atkins, P. W., & De Paula, J. (2014). Atkins' Physical Chemistry (10-то издание). Oxford University Press.

  2. Chang, R., & Goldsby, K. A. (2015). Chemistry (12-то издание). McGraw-Hill Education.

  3. Silberberg, M. S., & Amateis, P. (2018). Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (8-то издание). McGraw-Hill Education.

  4. Zumdahl, S. S., & Zumdahl, S. A. (2016). Chemistry (10-то издание). Cengage Learning.

  5. Levine, I. N. (2008). Physical Chemistry (6-то издание). McGraw-Hill Education.

  6. Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. (2017). Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics (8-то издание). McGraw-Hill Education.

  7. IUPAC. (2014). Compendium of Chemical Terminology (the "Gold Book"). Blackwell Scientific Publications.

  8. Laidler, K. J., & Meiser, J. H. (1982). Physical Chemistry. Benjamin/Cummings Publishing Company.

  9. Sandler, S. I. (2017). Chemical, Biochemical, and Engineering Thermodynamics (5-то издание). John Wiley & Sons.

  10. McQuarrie, D. A., & Simon, J. D. (1997). Physical Chemistry: A Molecular Approach. University Science Books.

Изпробвайте нашия калкулатор на стойността Kp днес!

Нашият калкулатор на стойността Kp предоставя бърз и точен начин за определяне на константите на равновесие за газови реакции. Независимо дали учите за химичен изпит, провеждате изследвания или решавате индустриални проблеми, този инструмент опростява сложните изчисления и ви помага да разберете химичното равновесие по-добре.

Започнете да използвате калкулатора сега, за да:

  • Изчислите стойностите Kp за всяка газова реакция
  • Предсказвате посоката на реакцията и добива на продукти
  • Разберете връзката между реактивите и продуктите при равновесие
  • Спестите време от ръчни изчисления

За повече химически инструменти и калкулатори, разгледайте нашите други ресурси за химична кинетика, термодинамика и инженерство на реакциите.

🔗

Свързани инструменти

Открийте още инструменти, които може да бъдат полезни за вашия работен процес

Калкулатор на равновесната константа за химични реакции

Изпробвайте този инструмент

Калкулатор на pH стойности: Преобразувайте концентрацията на водородни йони в pH

Изпробвайте този инструмент

Калкулатор на стойности pKa: Намерете константите на дисоциация на киселини

Изпробвайте този инструмент

Калкулатор на pH стойности: Преобразувайте концентрацията на водородни йони в pH

Изпробвайте този инструмент

Калкулатор за нормалност на химически разтвори

Изпробвайте този инструмент

Калкулатор за процентен добив на химични реакции

Изпробвайте този инструмент

Калкулатор на pH на буферни разтвори по Хендерсън-Хаселбалх

Изпробвайте този инструмент

Калкулатор на молове: Преобразувайте между молове и маса в химията

Изпробвайте този инструмент

Калкулатор на реакционния коефициент за анализ на равновесие

Изпробвайте този инструмент

Калкулатор на реда на химичните връзки за анализ на молекулната структура

Изпробвайте този инструмент