ما هي حاسبة Kp؟
تقوم هذه الحاسبة بتحويل ثابت الاتزان المعتمد على التركيز (Kc) إلى ثابت الاتزان المعتمد على الضغط (Kp) للتفاعلات التي تجري في الطور الغازي. يصف الثابتان حالة الاتزان الكيميائي نفسها لكن بوحدات مختلفة؛ فثابت Kc يعتمد على التراكيز المولية، بينما يعتمد Kp على الضغوط الجزئية. ويرتبط الثابتان معًا عبر قانون الغاز المثالي.
طريقة الاستخدام
أدخل قيمة Kc ثم درجة الحرارة المطلقة بوحدة الكلفن، وأخيرًا قيمة Δn، وهي التغير في عدد مولات الغاز (عدد مولات النواتج الغازية مطروحًا منه عدد مولات المتفاعلات الغازية كما تظهر في المعادلة الموزونة). أما ثابت الغازات R فقيمته الافتراضية هي 0.082057 لتر·atm·mol⁻¹·K⁻¹، وهذه القيمة تعطي Kp بوحدة الضغط الجوي (atm). واستخدم القيمة \(R = 8.314\) جول·mol⁻¹·K⁻¹ إذا كنت تعمل بوحدة الباسكال ونظام الوحدات الدولي SI. وتُظهر الحاسبة قيمة Kp إلى جانب القيم الوسيطة \(R \cdot T\) و\((R \cdot T)^{\Delta n}\).
شرح المعادلة
العلاقة الأساسية هي $$K_p = \text{K}_c \times \left( \text{R} \cdot \text{T} \right)^{\Delta n}$$ فعندما تكون \(\Delta n = 0\) (أي تساوي عدد مولات الغاز على طرفي التفاعل)، يصبح \(K_p = K_c\). وعندما يزداد عدد مولات الغاز في جهة النواتج (\(\Delta n > 0\))، تكون قيمة Kp أكبر من Kc؛ أما عندما تقل (Δn أصغر من صفر)، فتكون قيمة Kp أصغر من Kc. ويعبّر الأُس Δn عن مقدار تأثير صافي التغير في عدد جزيئات الغاز على عملية التحويل بين الحجم والضغط.
مثال محلول
في تفاعل تخليق النشادر (الأمونيا)، N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)، تكون \(\Delta n = 2 - (1 + 3) = -2\). لنفترض أن \(K_c = 0.5\) عند درجة حرارة 500 كلفن مع \(R = 0.082057\). عندئذٍ يكون \(R \cdot T = 41.0285\) وتكون \((R \cdot T)^{-2} = 0.000594\). ومن ثمّ فإن $$K_p = 0.5 \times 0.000594 \approx 0.000297 \ \text{atm}^{-2}$$
الأسئلة الشائعة
متى يتساوى Kp مع Kc؟ يحدث ذلك كلما كانت \(\Delta n = 0\)، لأن \((R \cdot T)^0 = 1\).
أي قيمة لـ R ينبغي أن أستخدم؟ استخدم القيمة 0.082057 لتر·atm·mol⁻¹·K⁻¹ إذا كان الضغط بوحدة atm، أو القيمة 8.314 جول·mol⁻¹·K⁻¹ إذا كان الضغط بوحدة الباسكال (Pa). واحرص دائمًا على التوافق بين قيمة R ووحدة الضغط المستخدمة.
هل يجب أن تكون درجة الحرارة بالكلفن؟ نعم. حوّل دائمًا الدرجة المئوية (°C) إلى الكلفن بإضافة 273.15.
