14.3: Équilibre homogène pour les réactions gazeuses

Pour les réactions chimiques, où les réactifs et les produits sont tous des gaz, la constante d'équilibre peut également être calculée en utilisant les pressions partielles individuelles plutôt que leurs concentrations molaires. Ainsi, lorsque les gaz A et B se transforment en gaz C et D dans une réaction réversible, l'expression d'équilibre peut être écrite à la place comme la pression partielle de chaque gaz, élevé à leurs coefficients stœchiométriques. La constante d'équilibre est désignée comme Kp, où l'indice p indique la pression.

Pour une réaction gazeuse donnée, Kp n'est pas nécessairement égal à Kc, car la pression partielle d'un gaz et sa concentration molaire sont des valeurs distinctes. Cependant, une relation peut être établie entre les deux constantes utilisant l'équation des gaz parfaits et la définition de molarité. Pour dériver cette relation, considérons les expressions d'équilibre de Kc et Kp pour la réaction chimique donnée.

L'équation des gaz parfaits rapporte la pression d'un gaz à son nombre de moles et à son volume à une température donnée. Remplacer le rapport des moles au volume pour la molarité dans l'équation des gaz parfaits permet la pression d'un gaz parfait à exprimer en termes de concentration molaire. De cette manière, les pressions partielles individuelles dans l'expression pour Kp peuvent être substituées pour l'équivalent de concentration de chaque gaz.

Les coefficients stoechiométriques restent inchangés. Dans l'expression modifiée de Kp, le rapport de la concentration des produits à la concentration des réactifs peuvent être substitués à Kc.Cette équation donne la relation entre les deux constantes Kp est égal à Kc fois RT élevé à la somme des coefficients des produits moins la somme des coefficients des réactifs. La différence entre les coefficients de réactifs et produits gazeux peut être représentée par delta n.