2020-04-23
Закон действующих масс иногда записывают через молярные концентрации $c_{i} = \frac{n_{i} }{V}$ ($n_{i}$ - число молей $i$-го вещества, $V$ - полный объем) или концентрации $x_{i} = \frac{n_{i} }{ \sum n_{i} }$. Выразите соответствующие постоянные равновесия $K_{c}(T, p)$ и $K_{N}(T, p)$ через постоянную равновесия $K_{p}(T, p)$, определяющую равновесные парциальные давления. Считать, что все вещества подчиняются уравнению состояния идеальных газов.
Решение:
В законе действующих масс
$\Pi_{i} p_{i}^{ \nu_{i} } =K_{p} (T,p)$ (1)
заменим парциальные давления $p_{i}$ молярными концентрациями $c_{i}$. Согласно уравнению Клапейрона - Менделеева имеем:
$p_{i} = \frac{n_{i}RT }{V} = c_{i} RT$.
При подстановке этого соотношения в выражение (1), получим:
$\Pi_{i} c_{i}^{ \nu_{i} } = \frac{K_{p} }{ (RT)^{ \sum_{i} \nu_{i} } } = K_{c} (T,p)$.
Следовательно,
$K_{c}(T, p) = K_{p} (T, p) \cdot (RT)^{ - \sum_{i} \nu_{i} }$.
Если ввести концентрации $x_{i} = \frac{n_{i} }{ \sum_{i} n_{i} }$ и учесть, что $p_{i} = x_{i}p$, где $p$ - полное давление, то
$\Pi_{i} x_{i}^{ \nu_{i} } = K_{N}(T,p)$,
при этом
$K_{n}(T, p) = p^{ - \sum_{i} \nu_{i} } K_{p}(T,p)$,
Для реакций, происходящих без изменения числа молей $\left ( \sum_{i} \nu_{i} = 0 \right )$, постоянные равновесия по концентрациям равны постоянной равновесия по парциальному давлению, т. е.
$K_{c}(T,p) = K_{N} (T,p) = K_{p}(T,p)$.