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第 1 页 共 平衡常数的大小可以表示反应进行的程度。
⑤一般认为K>10^5反应较完全(即不行逆反应),K<10^(-5)反应很难进行(即不反应)。
平衡常数的数值大小可以推断反应进行的程度
平衡常数可以用试验方法测定,也可以利用热力学数据计算而得。
试验方法通常有化学方法和物理方法。
化学方法
化学方法是通过化学分析法测定反应达到平衡时各物质的浓度。但必需防止因测定过程中加入化学试剂而干扰了化学平衡。因此,在进行化学分析之前必需使化学平衡“冻结”在原来平衡的状态。通常采纳的方法是实行骤冷、稀释或加入阻化剂使反应停止,然后进行分析。例如,要测定反应2H2+O2?2H2O在2 000 ℃达到平衡时的平衡常数,可以将肯定量的水置于耐高温的合金管中加热,在2 000 ℃时保持一段时间,使之达到化学平衡。然后,将管子隧然冷却,再分析其中H2O、H2、O2的含量,便可计算出在2 000 ℃时这个反应的平衡常数。
物理方法
物理方法就是利用物质的物理性质的改变测定达到平衡时各物质浓度的改变,如通过测定体系的折光率、电导、颜色、压强或容积的变更来测定物质的浓度。物理方法的优点是在测定时不会干扰或破坏体系的平衡状态。
平衡常数的单位比较困难,有标准平衡常数和非标准平衡常数之分,前者的量纲为一,意思是依据热力学数据△G计算的,所以就是统一的一个数据,一个间接体现反应的程度的数据,统一的单位意思。后者的量纲取决于平衡常数的表达式所用的物质的物理量。
依据标准热力学函数算得的平衡常数是标准平衡常数,记作K,又称之为热力学平衡常数;用平衡时生成物对反应物的压力商或浓度商表示的平衡常数是阅历平衡常数(Kp或Kc),或称作非标准平衡常数。中学教材中涉及的平衡常数是阅历平衡常数。
大家知道,一些重要的热力学函数,如U、H、F、G等的肯定值是无法确定的。为了计算它们的相对大小,须要统一规定一个状态作为比较的标准,这样才不致引起混乱。所谓标准状态是指在温度T和标准压力 (101kPa)下物质的特定状态,简称标准态。热力学数据表中的标准态,国际上都已有明确规定。
对于反应物计量系数之和等于生成物计量系数之和的反应,其阅历平衡常数是无量纲的纯数,与压力、浓度所用的单位无关,而且也等于标准平衡常数之值。
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