化学のなぜ?を集めました

なぜ圧平衡定数Kpは平衡定数Kcで表すことができるの?

気体の状態方程式を使えば変換できる

あるA、B、C、Dの気体の反応において、平衡状態では次の式が成り立ちます。

aA + bB ⇔ cC + dD(a,b,c,dは係数)

この時、圧平衡定数Kpと平衡定数Kの間には次の関係式が成立します。この式の求め方を見ていきましょう。

Kp = K × (RT)(c+d)-(a+b)

ぱっとみるとよくわからないけど、気体の状態方程式を使えば簡単に変換できるよ

平衡定数Kの式から圧平衡定数Kpの式を求める

ある気体Aに注目すると、気体の状態方程式により次の式が得られます。

PAV = nART

(PA=気体Aの圧力、nA=気体Aの物質量)

これを変換すると次の式になります(物質量を体積で割るとモル濃度になります)。

PA = nA / V × RT = 〔A〕RT

(〔A〕= 気体Aのモル濃度)

さらに式を変換すると…

〔A〕= PA / RT

これを平衡定数の式に代入します。同様に他の気体B、C、Dについても代入します。すると次の式が得られます。

K

平衡状態時は温度が一定であるのが原則なので、Tは一定値となります。また、Rは気体定数のために一定になります。(a+b)-(c+d)の部分も化学反応式の係数なので一定の数です。つまり、「(RT)(a+b)-(c+d)」は一定値となります。そして、「(RT)(a+b)-(c+d)」を定数としてとっぱらったものが圧平衡定数になります。

Kp

つまり、平衡定数は圧平衡定数に(RT)(a+b)-(c+d)を掛けたものであることがわかります。

K = Kp × (RT)(a+b)-(c+d)

よって…

Kp = K × (RT)(c+d)-(a+b)

平衡定数を求める式にPV=nRTを突っ込むと圧平衡定数に変換できるんだね。

6 COMMENTS

てゃん

間違ってますよ。〔A〕=РA/RTにしないと一個前の式も破綻しますし、結論も間違った式となって出てきます。

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わかるネコ

訂正遅くなりすみません!
訂正いたしました。コメントありがとうございました!

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