Реакционный частный
Реакционный частный \(Q\) — это отношение концентраций продуктов реакции к концентрациям исходных веществ в текущий момент. Сравнивая \(Q\) с константой равновесия \(K\), определяют, в какую сторону сместится равновесие.
Формула и сравнение с K
Для обратимой реакции \(aA+bB\rightleftharpoons cC+dD\) реакционный частный записывают так же, как выражение для \(K_c\): концентрации продуктов находятся в числителе, исходных веществ — в знаменателе, а показатели степеней равны коэффициентам уравнения реакции.
Затем сравнивают \(Q_c\) и \(K_c\). Если \(Q_c<K_c\), продуктов относительно мало, поэтому равновесие смещается вправо, в сторону их образования. Если \(Q_c>K_c\), продуктов слишком много, и система смещается влево. При \(Q_c=K_c\) установлено равновесие: состав системы не изменяется.
Для реакции \(\mathrm{H_2+I_2\rightleftharpoons 2HI}\) в смеси: \([\mathrm{H_2}]=0{,}20\), \([\mathrm{I_2}]=0{,}10\), \([\mathrm{HI}]=0{,}40\) моль/л, а \(K_c=10\). Рассчитаем \(Q_c=\frac{[\mathrm{HI}]^2}{[\mathrm{H_2}][\mathrm{I_2}]}=\frac{0{,}40^2}{0{,}20\cdot0{,}10}=8\). Так как \(Q_c<K_c\), равновесие сместится вправо — будет образовываться HI.
\(K_c\) относится только к равновесному составу при данной температуре и имеет постоянное значение. \(Q_c\) можно вычислить для любой смеси; его значение меняется при изменении концентраций. Поэтому нельзя автоматически считать, что любое рассчитанное отношение равно \(K_c\).
Реакционный частный используют в расчётах химического равновесия. Он связан с условием химического равновесия: равновесие достигается именно тогда, когда \(Q_c=K_c\). При записи выражения важно правильно расставить коэффициенты-степени и использовать концентрации в одинаковых единицах.
Для реакции \(\mathrm{A\rightleftharpoons B}\) получено \(Q_c=0{,}5\), а \(K_c=2\). Куда сместится равновесие?
Главное
- \(Q_c\) рассчитывают по текущим концентрациям, используя коэффициенты реакции как показатели степеней.
- \(Q_c<K_c\) — смещение вправо; \(Q_c>K_c\) — смещение влево; \(Q_c=K_c\) — равновесие.
- \(K_c\) постоянно только при данной температуре, а \(Q_c\) изменяется вместе с составом смеси.