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.
الخطوة الخامسة: أدخل القيم في الحاسبة: Kc، T (بالكلفن)، وΔn. اضغط على حساب للحصول على Kp. يمكنك أيضاً التحقق من صحة النتيجة يدوياً باستخدام المعادلة. تذكر أن قيمة Kp تكون بلا وحدات (نسبة ضغوط جزئية) لكنها تعتمد على الوحدات المستخدمة في R والضغط.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على حساب Kp بخطوات الحل كاملة.
الحل
أولاً، نحسب Δn: عدد مولات الغازات في النواتج = 2 (NH3)، عدد مولات الغازات في المتفاعلات = 1 (N2) + 3 (H2) = 4، إذاً Δn = 2 - 4 = -2. ثم نستخدم المعادلة: Kp = Kc × (RT)^(Δn) = 0.5 × (0.0821 × 400)^(-2). نحسب قيمة RT = 0.0821 × 400 = 32.84. نرفعها للأس -2: (32.84)^(-2) = 1/(32.84^2) = 1/1078.5 ≈ 0.000927. إذاً Kp = 0.5 × 0.000927 = 0.0004635. إذن Kp ≈ 4.64 × 10^(-4). لاحظ أن قيمة Kp أصغر من Kc بسبب انخفاض عدد مولات الغاز (Δn سالب). هذا يتوافق مع مبدأ أن التفاعل يفضل الناحية التي تقلل عدد الجزيئات عند زيادة الضغط.
الحل
أولاً، احسب Δn: مولات النواتج الغازية = 1 (H2) + 1 (Cl2) = 2، ومولات المتفاعلات = 2 (HCl)، إذاً Δn = 2 - 2 = 0. عندما يكون Δn = 0، نجد أن Kp = Kc لأن أي أس صفر يساوي 1. بالتالي Kp = 0.01. هذا يعني أن ثابت الاتزان لا يعتمد على وحدات الضغط أو التركيز عندما لا يتغير عدد مولات الغاز. في هذه الحالة، قيمة Kp و Kc متساويتان عددياً إذا استخدمنا نفس درجة الحرارة وثابت الغازات المناسب.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة حساب Kp.
قيم مُدخَلة قياسية
- ثابت التوازن (Kc)
- 1
- T
- 298
- عدد التغييرات غير المترادفة (dN)
- 1
قيم مُدخَلة مرتفعة
- ثابت التوازن (Kc)
- 1.7
- T
- 506.6
- عدد التغييرات غير المترادفة (dN)
- 100
قيم مُدخَلة منخفضة
- ثابت التوازن (Kc)
- 0.2
- T
- 59.6
- عدد التغييرات غير المترادفة (dN)
- 2
قيم مُدخَلة قياسية
- ثابت التوازن (Kc)
- 80
- T
- 80
- عدد التغييرات غير المترادفة (dN)
- 80
قيم مُدخَلة مرتفعة
- ثابت التوازن (Kc)
- 10
- T
- 10
- عدد التغييرات غير المترادفة (dN)
- 10