การคำนวณเกี่ยวกับค่าคงที่สมดุลมีดังนี้
- การเขียนสมการเคมีและดุลสมการ
ขั้นตอนแรกในการการคำนวณค่าคงที่สมดุลคือ การเขียนสมการเคมีและดุลสมการให้ถูกต้อง สมการเคมีที่ถูกต้องควรมีจำนวนโมลของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์เท่ากันทั้งสองด้านของสมการ
- การหาความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ ณ ภาวะสมดุล
เมื่อเขียนสมการเคมีและดุลสมการเสร็จแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการหาความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ ณ ภาวะสมดุล ความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ ณ ภาวะสมดุลสามารถหาได้จากการทำปฏิบัติการทางเคมีหรือคำนวณจากสมการเคมี
- การแทนค่าความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ลงในสมการของค่าคงที่สมดุล
เมื่อหาความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ ณ ภาวะสมดุลได้แล้ว ขั้นตอนสุดท้ายคือการแทนค่าความเข้มข้นของสารต่างๆ ลงในสมการของค่าคงที่สมดุล ค่าคงที่สมดุลสามารถคำนวณได้จากสมการดังนี้
1 | K = [สารผลิตภัณฑ์]^n / [สารตั้งต้น]^m |
โดยที่
- K คือค่าคงที่สมดุล
- [สารผลิตภัณฑ์] คือความเข้มข้นของสารผลิตภัณฑ์ ณ ภาวะสมดุล
- n คือสัมประสิทธิ์บอกจำนวนโมลของสารผลิตภัณฑ์
- [สารตั้งต้น] คือความเข้มข้นของสารตั้งต้น ณ ภาวะสมดุล
- m คือสัมประสิทธิ์บอกจำนวนโมลของสารตั้งต้น
ตัวอย่างการคำนวณค่าคงที่สมดุล
สมมติว่าปฏิกิริยาต่อไปนี้อยู่ในภาวะสมดุล
1 | 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) |
ที่อุณหภูมิ 298 K ค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยานี้มีค่าเท่ากับ 2.4 × 10^31
1 | K = [H2O]^2 / [H2]^2 * [O2] |
แทนค่าความเข้มข้นของสารต่างๆ ณ ภาวะสมดุลลงในสมการ ค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยานี้สามารถคำนวณได้ดังนี้
1 | K = (0.0035)^2 / (0.0002)^2 * 0.21 |
1 | K = 2.4 × 10^31 |
ข้อควรระวังในการเขียนสมการเคมีและดุลสมการ
ในการเขียนสมการเคมีและดุลสมการสำหรับการคำนวณค่าคงที่สมดุล ควรคำนึงถึงข้อควรระวังต่อไปนี้
- สมการเคมีควรเขียนให้ถูกต้อง มีจำนวนโมลของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์เท่ากันทั้งสองด้านของสมการ
- สัมประสิทธิ์บอกจำนวนโมลของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ควรเขียนให้ถูกต้อง เพื่อให้ค่าคงที่สมดุลถูกต้อง
ข้อควรระวังในการหาความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ ณ ภาวะสมดุล
ในการหาความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ ณ ภาวะสมดุล ควรคำนึงถึงข้อควรระวังต่อไปนี้
- ความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ ณ ภาวะสมดุลควรหาจากการทำปฏิบัติการทางเคมีหรือคำนวณจากสมการเคมี
- ความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ ณ ภาวะสมดุลควรเป็นค่าที่วัดได้จริง
สรุป
การคำนวณค่าคงที่สมดุลเป็นขั้นตอนที่สำคัญในการอธิบายถึงสภาวะสมดุลของปฏิกิริยาเคมี การคำนวณค่าคงที่สมดุลสามารถแบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอนหลัก ดังนี้
- การเขียนสมการเคมีและดุลสมการ
- การหาความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ ณ ภาวะสมดุล
- การแทนค่าความเข้มข้นของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ลงในสมการของค่าคงที่สมดุล