حساب Kp

خطوات الاستخدام

الخطوة الأولى: تحديد التغير في عدد مولات الغاز (Δn). احسب الفرق بين عدد مولات الغازات في النواتج والمواد المتفاعلة من المعادلة الكيميائية الموزونة. على سبيل المثال، للتفاعل N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)، يكون Δn = 2 - (1+3) = -2. تأكد من أن جميع المواد في الحالة الغازية فقط.

الخطوة الثانية: الحصول على قيمة ثابت الاتزان بالتركيز (Kc) من المسألة أو من الحسابات التجريبية. تأكد من أن الوحدات مناسبة (عادة مول/لتر).

الخطوة الثالثة: تحويل درجة الحرارة إلى كلفن إذا لم تكن كذلك. درجة الحرارة بالكلفن = درجة الحرارة بالسيليزية + 273.15. على سبيل المثال، 25°C = 298.15 K.

الخطوة الرابعة: استخدام قانون التحويل: Kp = Kc × (RT)^(Δn)، حيث R هو ثابت الغازات العام. في هذا الحاسبة نستخدم R = 0.0821 L·atm/(mol·K) وذلك لأن الوحدات الشائعة لـ Kp هي الأتموسفير. إذا كانت الوحدات المطلوبة مختلفة (مثل الباسكال)، يمكن استخدام R = 8.314 J/(mol·K) مع تحويل مناسب.

الأسئلة الشائعة

Kc هو ثابت الاتزان معبراً عنه بالتركيزات المولارية للمواد (مول/لتر)، ويستخدم عادة للتفاعلات في المحاليل أو الغازات عندما نتعامل مع التركيزات. أما Kp فهو ثابت الاتزان معبراً عنه بالضغوط الجزئية للغازات (عادة بالأتموسفير أو الباسكال). يرتبطان بالعلاقة Kp = Kc (RT)^(Δn) للتفاعلات الغازية. تستخدم Kc عندما تعطى التركيزات، وKp عندما تعطى الضغوط. إذا كان Δn = 0، فإن Kp = Kc. في المحاليل المائية، نستخدم عادة Kc. من المهم ملاحظة أن قيمة كل منهما تتغير مع درجة الحرارة، ويعتمد الاختيار على الوحدات المتاحة ونوع المسألة. كما أن Kp يستخدم غالباً في الديناميكا الحرارية لتحديد اتجاه التفاعل تحت ضغوط مختلفة.

قيمة ثابت الغازات R تعتمد على وحدات الضغط والحجم ودرجة الحرارة. القيمة 0.0821 L·atm/(mol·K) تستخدم عندما يكون الضغط بالأتموسفير والحجم باللتر. في علاقة Kp = Kc (RT)^(Δn)، يجب أن تكون وحدات R متوافقة مع وحدة الضغط المستخدمة في تعريف Kp. إذا كنت تستخدم Kp بوحدة الأتموسفير، فإن R = 0.0821 هو الخيار الصحيح. أما إذا أردت استخدام R = 8.314 J/(mol·K)، فهذا يتطلب أن يكون الضغط بالباسكال والحجم بالمتر المكعب، ولكن Kp عندها سيكون بوحدة الباسكال مرفوعة للأس Δn. للتحويل بين الوحدات، يمكنك استخدام معاملات التحويل. في هذا الحاسبة، نفترض استخدام R = 0.0821 لأنها الأكثر شيوعاً في مسائل الكيمياء العامة. إذا كانت المسألة تتطلب وحدات أخرى، يمكنك تحويل النتيجة لاحقاً.

درجة الحرارة تؤثر على قيمة كل من Kc و Kp بشكل فردي، وأيضاً على العلاقة بينهما. من المعادلة Kp = Kc (RT)^(Δn)، نرى أن العامل (RT)^(Δn) يعتمد على T بشكل خطي (أس 1) أو تربيعي إلخ حسب Δn. لذلك، حتى إذا كانت Kc ثابتة (وهي تتغير أيضاً مع T حسب مبدأ لوشاتيليه)، فإن Kp ستتغير مع T بسبب هذا العامل. بشكل عام، للتغير في T تأثير معقد: فإذا كان التفاعل ماصاً للحرارة، تزداد Kc و Kp مع زيادة T، والعكس للتفاعل الطارد. كما أن العلاقة بينهما تختلف باختلاف Δn. عملياً، يمكن حساب Kp عند أي درجة حرارة إذا عرفت Kc عند تلك الدرجة، أو باستخدام معادلة فان هوف لربط ثوابت الاتزان عند درجات حرارة مختلفة.

Δn هو الفرق بين عدد مولات الغازات في النواتج والمتفاعلات. إذا كان Δn موجباً، فهذا يعني أن عدد مولات الغاز يزيد أثناء التفاعل (مثل تفكك NH3 إلى N2 و H2 حيث Δn = +2). في هذه الحالة، تكون قيمة (RT)^(Δn) أكبر من 1، وبالتالي فإن Kp > Kc. أما إذا كان Δn سالباً، فإن عدد مولات الغاز يقل (مثل تكوين NH3 حيث Δn = -2)، وتكون (RT)^(Δn) أقل من 1، مما يجعل Kp < Kc. وإذا كان Δn = 0، فإن Kp = Kc. هذا السلوك له دلالة فيزيائية: عندما يزيد عدد الجزيئات، فإن زيادة الضغط (أو التركيز) تؤثر على الاتزان. Kp يعكس ضغوطاً جزئية، بينما Kc يعكس تركيزات، والعلاقة بينهما تعكس تأثير تغير الحجم والضغط على النظام.

حساب Kp

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

أمثلة محلولة

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

1تفاعل تحضير الأمونيا: N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) عند درجة حرارة 400 كلفن، كانت قيمة Kc = 0.5. أحسب قيمة Kp لهذا التفاعل.

2تفاعل تفكك كلوريد الهيدروجين: 2HCl(g) ⇌ H2(g) + Cl2(g) عند درجة حرارة 1000 كلفن، وKc = 0.01. احسب Kp علماً أن الضغط الجزئي يقاس بالأتموسفير.

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة