MCPで接続 →

計算を入力してください

公式

広告

結果

圧平衡定数 Kp
1
Kp = Kc ×(R·T)^Δn
R · T 24.453
(R·T)^Δn 1

Kp計算ツールとは?

このツールは、気相反応における濃度ベースの平衡定数(Kc)を、圧力ベースの平衡定数(Kp)へ変換します。KcとKpは同じ化学平衡を表しますが、用いる単位が異なります。Kcはモル濃度、Kpは分圧を使います。両者は理想気体の状態方程式によって結びついています。

使い方

Kcの値、絶対温度(ケルビン K)、そしてΔn(気体のモル数の変化量。釣り合った化学反応式から、気体生成物のモル数から気体反応物のモル数を引いた値)を入力します。気体定数Rの初期値は 0.082057 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹ で、この場合Kpは気圧(atm)単位で得られます。パスカル(Pa)やSI単位で計算する場合は R = 8.314 J·mol⁻¹·K⁻¹ を使ってください。計算結果として、Kpに加えて途中計算値である \(R \cdot T\) と \((R \cdot T)^{\Delta n}\) も表示されます。

計算式の解説

関係式は

$$K_p = K_c \times \left( R \cdot T \right)^{\Delta n}$$

です。Δn = 0 のとき(両辺の気体モル数が等しいとき)、Kp = Kc となります。生成物側の気体のモル数が多い場合(Δn > 0)、KpはKcより大きくなり、少ない場合はKpの方が小さくなります。指数のΔnは、気体分子の正味の変化に応じて体積・圧力の換算がどのようにスケールするかを表しています。

反応物の気体分子と生成物の気体分子を比較し、モル数の変化デルタnを示す図
Δnは気体生成物のモル数から気体反応物のモル数を引いた値です。
濃度定数Kcを圧力定数KpにR、T、デルタnでつなぐ図
Kpは、気体定数R、温度T、気体のモル数の変化Δnを介してKcと関係します。

計算例

アンモニア合成 N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) を考えます。\(\Delta n = 2 - (1 + 3) = -2\) です。500 K で Kc = 0.5、R = 0.082057 とすると、\(R \cdot T = 41.0285\)、\((R \cdot T)^{-2} = 0.000594\) となります。したがって

$$K_p = 0.5 \times 0.000594 \approx 0.000297 \ \text{atm}^{-2}$$

です。

よくある質問

KpとKcが等しくなるのはどんなとき? Δn = 0 のときです。\((R \cdot T)^0 = 1\) になるためです。

Rはどの値を使えばいい? 圧力をatm単位で扱う場合は 0.082057 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹ を、Pa単位の場合は 8.314 J·mol⁻¹·K⁻¹ を使います。圧力の単位と必ず揃えてください。

温度はケルビンで入力する必要がある? はい。摂氏(℃)は必ず273.15を加えてケルビン(K)に換算してください。

最終更新: