Stała równowagi reakcji

Wraz ze zmianą temperatury obserwuje się zmianę stałej równowagi $K$. W zależności od tego, jakiego typu jest reakcja, endotermicznareakcja endotermicznaendotermiczna czy egzotermicznareakcja egzotermicznaegzotermiczna, obserwuje się odpowiednie zmiany wartości $K$.

Zależność stałej równowagi $K$ od temperatury określa równanie:

gdzie:

• $K$ – stała równowagi;

• $A$ – stała charakterystyczna dla danej reakcji;

• $Q$ – ciepło reakcji $\left[\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{mol}}\right]$;

• $R$ - stała gazowastała gazowastała gazowa odpowiadająca wartości 8,314510 $\left[\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{mol}·\mathrm{K}}\right]$;

• $T$ - temperatura [K].

W reakcjach egzotermicznych obserwujemy wydzielenie ciepła w trakcie reakcji. Schematycznie możemy to zapisać jako:

gdzie jako $Q$ oznaczamy ciepło.

Wydzielanie ciepła z układu oznacza jego utratę. W tym wypadku wartość $Q$ przyjmuje wartości ujemne. Po podstawieniu ujemnej wartości $Q$ do równania:

zaobserwujemy wzrost wartości lnK wraz ze spadkiem temperatury.

W reakcjach egzotermicznych podwyższenie temperatury doprowadza do obniżenia wartości stałej $K$. W przypadku obniżenia temperatury – wartość stałej $K$ rośnie. Taką zależność prezentuje poniższy wykres.

R8sIWDyJLKcgS

Wykres przedstawia zależność logarytmu naturalnego ze stałej K na osi Y od temperatury na osi X. Na wykresie znajduje się fioletowa linia prosta. Wraz ze wzrostem temperatury obniża się wartość logarytmu ze stałej równowagi K.

Wraz ze wzrostem temperatury obserwujemy obniżenie wartości logarytmu ze stałej równowagi $K$.

W reakcjach endotermicznych, aby zaszła reakcja, należy dostarczyć ciepła.  Schematycznie możemy to zapisać jako:

gdzie jako $Q$ oznaczamy ciepło.

Pobieranie ciepła do układu oznacza jego przyrost. W tym wypadku wartość $Q$ przyjmuje wartości dodatnie. Po podstawieniu dodatniej wartości $Q$ do równania:

zaobserwujemy wzrost wartości lnK wraz ze wzrostem temperatury.

W reakcjach endotermicznych podwyższenie temperatury doprowadza do podwyższenia wartości stałej $K$. W przypadku obniżenia temperatury wartość stałej $K$ maleje. Zależność taką prezentuje poniższy wykres.

R1bEDT76xWsXF

Wykres przedstawia zależność logarytmu naturalnego ze stałej K na osi Y od temperatury na osi X. Na wykresie znajduje się zielona linia prosta. Wraz ze wzrostem temperatury podwyższa się wartość logarytmu ze stałej równowagi K.

Wraz ze wzrostem temperatury obserwujemy podwyższenie wartości logarytmu ze stałej równowagi $K$.