14.3
Bei chemischen Reaktionen, bei denen die Reaktanten und Produkte alle Gase sind, kann die Gleichgewichtskonstante auch anhand der einzelnen Partialdrücke und nicht der molaren Konzentrationen berechnet werden.
Wenn also die Gase A und B in einer reversiblen Reaktion in die Gase C und D umgewandelt werden, kann der Gleichgewichtsausdruck stattdessen als Partialdruck jedes Gases geschrieben werden, der auf ihre stöchiometrischen Koeffizienten angehoben wird. Die Gleichgewichtskonstante wird als Kp bezeichnet, wobei der Index p den Druck angibt.
Für eine gegebene gasförmige Reaktion ist Kp nicht notwendigerweise gleich Kc, da der Partialdruck eines Gases und seine molare Konzentration getrennte Werte sind. Eine Beziehung zwischen den beiden Konstanten kann jedoch mit Hilfe der idealen Gasgleichung und der Definition der Molarität abgeleitet werden.
Um diese Beziehung abzuleiten, betrachten wir die Gleichgewichtsausdrücke für Kc und Kp für die gegebene chemische Reaktion.
Die ideale Gasgleichung setzt den Druck eines Gases in Beziehung zu seiner Molzahl und seinem Volumen bei einer gegebenen Temperatur. Wenn man in der idealen Gasgleichung das Verhältnis von Mol zu Volumen an die Molarität setzt, kann der Druck eines idealen Gases in Bezug auf seine molare Konzentration ausgedrückt werden.
Auf diese Weise können die einzelnen Partialdrücke im Ausdruck für Kp durch das Konzentrationsäquivalent jedes Gases ersetzt werden. Die stöchiometrischen Koeffizienten bleiben unverändert.
Bei der modifizierten Expression von Kp kann das Verhältnis der Konzentration der Produkte zur Konzentration der Reaktanten an die Stelle von Kc treten. Diese Gleichung ergibt die Beziehung zwischen den beiden Konstanten — Kp ist gleich Kc mal RT erhöht auf die Summe der Koeffizienten der Produkte abzüglich der Summe der Koeffizienten der Reaktanten.
Die Differenz zwischen den Koeffizienten gasförmiger Reaktanten und Produkte kann als Δn dargestellt werden.
Homogene Gleichgewichte für Gasreaktionen
Bei Gasphasenreaktionen kann die Gleichgewichtskonstante entweder als molare Konzentration (Kc) oder als Par…
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