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Constante de equilíbrio

Expressão para a constante de equilíbrio Kc.

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Core idea

Overview

A constante de equilíbrio (Kc) define a razão entre as concentrações de produtos e reagentes em um estado de equilíbrio dinâmico para um sistema químico a uma temperatura específica. Ela é derivada da lei de ação das massas, onde cada concentração é elevada à potência de seu coeficiente estequiométrico da equação química balanceada.

When to use: Esta equação é usada quando uma reação química reversível atingiu o equilíbrio dinâmico em um sistema fechado a temperatura constante. Aplica-se a solutos em solução ou gases, desde que suas concentrações sejam expressas em molaridade (mol/L).

Why it matters: O valor de Kc indica a extensão de uma reação; um Kc grande favorece os produtos, enquanto um Kc pequeno favorece os reagentes. Isso é essencial para que os químicos industriais calculem rendimentos teóricos e otimizem as condições de reação para máxima eficiência.

Symbols

Variables

ratio = Equilibrium Ratio, = Equilibrium Constant

ratio
Equilibrium Ratio
Variable
Equilibrium Constant
Variable

Walkthrough

Derivation

Fórmula: Constante de Equilíbrio (Kc)

Fornece a razão das concentrações dos produtos para os reagentes no equilíbrio, cada uma elevada aos seus coeficientes estequiométricos.

  • O sistema está em equilíbrio dinâmico em um sistema fechado.
  • As concentrações são usadas como uma aproximação para as atividades (tratamento A-Level).
1

Escreva uma Reação Geral:

Os coeficientes minúsculos a, b, c, d vêm da equação balanceada.

2

Declare a Expressão Kc:

A uma temperatura fixa, Kc é constante para a reação.

Note: Sólidos puros e líquidos puros são omitidos porque sua concentração é efetivamente constante.

Result

Source: AQA A-Level Chemistry — Equilibria

Free formulas

Rearrangements

Solve for ratio

Isolar ratio

Rearranje a equação para isolar ratio.

Difficulty: 1/5

The static page shows the finished rearrangements. The app keeps the full worked algebra walkthrough.

Why it behaves this way

Intuition

Um equilíbrio dinâmico onde as moléculas se interconvertem continuamente entre reagentes e produtos, mas as concentrações macroscópicas gerais permanecem constantes, como uma rua de mão dupla com fluxo de tráfego igual em ambas as direções

Term
A razão entre o produto das concentrações molares de equilíbrio dos produtos e o produto das concentrações molares de equilíbrio dos reagentes, cada um elevado à potência do seu valor limite esperado.
Quantifica as quantidades relativas de produtos e reagentes presentes no equilíbrio, indicando a tendência da reação de prosseguir em direção aos produtos (Kc grande) ou aos reagentes (Kc pequeno).
Term
A concentração molar (mol/L) das espécies A, B, C ou D, respectivamente, no ponto de equilíbrio dinâmico.
Representa a 'quantidade por volume' efetiva de cada substância disponível para participar da reação direta ou inversa uma vez que o equilíbrio é estabelecido.
Term
Os coeficientes estequiométricos das espécies A, B, C ou D, respectivamente, conforme determinados pela equação química balanceada.
Esses expoentes refletem a sensibilidade da posição de equilíbrio a mudanças na concentração daquela espécie específica, decorrentes da molecularidade das etapas da reação.

Signs and relationships

  • Expoentes c, d, a, b: As concentrações são elevadas à potência de seus coeficientes estequiométricos porque, de acordo com a Lei da Ação das Massas, a taxa de uma etapa de reação elementar é proporcional ao produto dos reagentes
  • Divisão (produtos no numerador, reagentes no denominador): Essa estrutura de razão define Kc como uma medida da extensão da reação. Uma concentração maior de produtos (numerador) em relação aos reagentes (denominador)

Free study cues

Insight

Canonical usage

As unidades de Kc são obtidas substituindo as unidades de concentração (normalmente mol dm^-3) na expressão de equilíbrio e simplificando com base nos coeficientes estequiométricos da equação balanceada.

Dimension note

Kc só é adimensional quando a soma dos coeficientes estequiométricos dos produtos é igual à soma dos coeficientes estequiométricos dos reagentes.

One free problem

Practice Problem

Na reação reversível N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g), um químico mede as molaridades de equilíbrio e determina que a expressão [NO₂]² / [N₂O₄] produz um valor de 0.00463. Calcule a constante de equilíbrio Kc para esta reação.

Hint: No equilíbrio, a constante de equilíbrio Kc é numericamente igual à razão da concentração de produtos para reagentes.

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

Where it shows up

Real-World Context

No caso de kc for the Haber process at equilibrium, Equilibrium constant é utilizado para calcular the Kc value from Equilibrium Ratio. O resultado importa porque ajuda a conectar as quantidades medidas ao rendimento da reação, concentração, variação de energia, taxa ou equilíbrio.

Study smarter

Tips

  • Sólidos puros e líquidos puros recebem uma atividade de 1 e são omitidos da expressão.
  • O valor de Kc é constante para uma reação específica a uma temperatura específica e não muda com a concentração ou pressão.
  • Certifique-se de que a equação química esteja totalmente balanceada para identificar corretamente os expoentes estequiométricos para cada espécie.

Avoid these traps

Common Mistakes

  • Incluir sólidos ou líquidos puros.
  • Esquecer de usar as concentrações de equilíbrio.

Common questions

Frequently Asked Questions

Fornece a razão das concentrações dos produtos para os reagentes no equilíbrio, cada uma elevada aos seus coeficientes estequiométricos.

Esta equação é usada quando uma reação química reversível atingiu o equilíbrio dinâmico em um sistema fechado a temperatura constante. Aplica-se a solutos em solução ou gases, desde que suas concentrações sejam expressas em molaridade (mol/L).

O valor de Kc indica a extensão de uma reação; um Kc grande favorece os produtos, enquanto um Kc pequeno favorece os reagentes. Isso é essencial para que os químicos industriais calculem rendimentos teóricos e otimizem as condições de reação para máxima eficiência.

Incluir sólidos ou líquidos puros. Esquecer de usar as concentrações de equilíbrio.

No caso de kc for the Haber process at equilibrium, Equilibrium constant é utilizado para calcular the Kc value from Equilibrium Ratio. O resultado importa porque ajuda a conectar as quantidades medidas ao rendimento da reação, concentração, variação de energia, taxa ou equilíbrio.

Sólidos puros e líquidos puros recebem uma atividade de 1 e são omitidos da expressão. O valor de Kc é constante para uma reação específica a uma temperatura específica e não muda com a concentração ou pressão. Certifique-se de que a equação química esteja totalmente balanceada para identificar corretamente os expoentes estequiométricos para cada espécie.

References

Sources

  1. Atkins' Physical Chemistry
  2. IUPAC Gold Book: Equilibrium constant, Kc
  3. Wikipedia: Equilibrium constant
  4. IUPAC Gold Book
  5. NIST Chemistry WebBook
  6. Atkins' Physical Chemistry, 11th Edition
  7. IUPAC Gold Book (Compendium of Chemical Terminology)
  8. Chemistry by Raymond Chang, 12th Edition