Chương 2 : CÂN BẰNG HÓA HỌC, CÂN BẰNG PHA
-
G o = lnKP RT
(2.2)
Go = - RTlnKP (2.4)
hay :
KP gọi là hằng số cân bằng. Từ (2.2) ta thấy hằng số cân bằng Kp chỉ phụ thuộc vào Go và T, mà Go lại chỉ phụ thuộc vào bản chất chất phản ứng và vào nhiệt độ mà thôi. Vậy Kp chỉ phụ thuộc vào bản chất chất phản ứng và nhiệt độ. [Về đơn vị của Kp : đơn vị của Go là J.mol-1, R có đơn vị là J.mol-1.K-1, T có đơn vị là K. Vì vậy đơn vị của Kp = -
G o J .mol 1 = 1 . Vậy Kp không có đơn vị] RT ( J .mol 1 .K 1 ) K f
So sánh (5) và (6)
KP = (
p eE . p F p aA . p bB
)cb
(2.5)
f
Ðể ý rằng : (
p eE . p F p aA . p bB
)cb sẽ khác với lúc trước khi cân bằng
Khi đó ta hiểu là : KP bằng tích của áp suất của sản phẩm chia cho tích của áp suất chất phản ứng, (có số mũ là hệ số hợp thức của phản ứng) lúc cân bằng và người ta thường viết f
gọn : KP =
p eE . p F p aA . p bB
(2.6) (Chú ý : vì trong biểu thức T = oT + RT lnp. p tính bằng atm
nên trong biểu thức này các áp suất p cũng phải tính theo atm) - Nếu xem khí là lý tưởng thì : pi = [ E ]e .[ F ]
lúc ấy :
Đặt :
KP =
[ A]a .[ B]b
f
[ A] a .[ B ]b
[ E ]e .[ F ] f
KC =
.
ni RT = CiRT V
.( RT ) (e f a b ) .
(2.7) KC gọi là hằng số cân bằng biểu diễn theo nồng độ.
Và (e + f) - (a + b) = n KP = KC.(RT)n (2.8) Với n = tổng số mol khí sản phẩm trừ tổng số mol khí chất ban đầu Từ (2.8) ta thấy KC cũng chỉ phụ thuộc vào bản chất phản ứng và nhiệt độ mà thôi. - Nồng độ phần mol : Để biểu diễn nồng độ của một chất ngoài các nồng độ %, CM, người ta còn dùng một khái niệm khác đó là nồng độ phần mol Ni : Ni =
ni
ni
Theo Dalton : p i = Ni.p với pi, p lần lượt là áp suất riêng phần và áp suất toàn phần của hệ. f
Thế pi vào biểu thức KP ta có :
KP =
N Ee . N F N Aa .N Bb
f
.p (e +f-a-b).
Ðặt KN =
N Ee . N F N Aa .N Bb
.
Với KN là hằng số cân bằng tính theo phần phần mol Vậy Kp = KN.p n (2.9) Tư (2.9) ta thấy KN ngoài việc phụ thuộc vào bản chất chất phản ứng, nhiệt độ, nó còn phụ thuộc vào áp suất của hệ. Chú ý khi tính K : * Kp, KC, KN : phụ thuộc vào bản chất chất phản ứng và nhiệt độ, riêng KN còn phụ thuộc vào áp suất chung của hệ. * Hằng số KC, KN được suy từ KP, mà KP lại phụ thuộc vào Go, mà Go của phản ứng lại phụ thuộc vào hệ số hợp thức (hệ số để cân bằng phản ứng) của phản ứng. Vì vậy khi nói đến KP, KC, KN của một phản ứng nào đó ta phải nói cụ thể các hệ số hợp thức của phản ứng
27
HÓA ĐẠI CƯƠNG 2