Vật lý hóa

Cân bằng hóa học

Cân bằng hóa học mô tả trạng thái động khi tốc độ thuận và nghịch bằng nhau; hằng số K liên hệ thành phần cân bằng với nhiệt độ.

Với aA+bB ⇌ cC+dD, thương số phản ứng Q có cùng dạng với Kc nhưng dùng nồng độ tức thời. Khi cân bằng, Q=Kc; với khí có thể dùng áp suất riêng phần để lập Kp.

Mô hình và đại lượng

Quan hệ cần được đọc cùng giả thiết về trạng thái, điều kiện thực nghiệm và quy ước dấu. Khi thay số, giữ nhất quán đơn vị và kiểm tra thứ nguyên trước khi diễn giải kết quả.

K_c = \frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}, \qquad \Delta G^\circ=-RT\ln K

Định nghĩa: Hằng số cân bằng

K là thương số hoạt độ tại cân bằng; chất rắn tinh khiết và chất lỏng tinh khiết thường có hoạt độ bằng 1 nên không xuất hiện trong biểu thức. K chỉ đổi khi nhiệt độ đổi.

Các đại lượng trong hệ thức được xác định theo phản ứng hoặc hệ đang xét. Đặc biệt phân biệt đại lượng chuẩn với trạng thái thực và không suy ra cơ chế chỉ từ một biểu thức tổng quát.

Ví dụ: Ví dụ có lời giải

Ở cân bằng, hệ phản ứng A ⇌ B có [A]=0,20 M và [B]=0,80 M. Với hệ số 1:1, hãy xác định Kc.

Lời giải

Kc=[B]/[A]=0,80/0,20=4,0 (với dấu thập phân dùng theo locale); sản phẩm được ưu tiên ở thành phần cân bằng này.

Tóm tắt khái niệm
Khái niệm	Diễn giải	Đơn vị / ghi chú
Hệ thức trọng tâm	Dùng trong điều kiện đã nêu	Kiểm tra đơn vị và quy ước dấu
Đại lượng đo	Liên hệ trạng thái hoặc quá trình	So sánh dữ kiện với mô hình
Phạm vi	Mô hình hóa điều kiện cụ thể	Kiểm tra giả thiết trước áp dụng

Dấu của $\Delta G^\circ$ cho biết K lớn hay nhỏ: K>1 cho $\Delta G^\circ<0$ . Đây là đại lượng chuẩn, không đồng nghĩa mọi hỗn hợp ban đầu đều tự diễn biến theo chiều thuận; chiều thực tế xét $\Delta G=RT\ln(Q/K)$ .

Theo ví dụ trên, kết quả nào được suy ra từ dữ kiện đã cho?

Phát biểu nào phù hợp với nội dung bài?

Tài liệu tham khảo

Peter Atkins, Julio de Paula (2014). Physical Chemistry