2.22 Závislost rovnovážné konstanty na teplotě kniha

Pro látky A, B, C při teplotě 298 K jsou standardní slučovací entalpie

displaymath

Rovnovážná konstanta chemické reakce A + B  →  2 C bude v okolí teploty 298 K:

a)  růst s rostoucí teplotou
b)  klesat s rostoucí teplotou
c)  nebude se znatelně měnit s teplotou
d)  nelze rozhodnout, musíme znát hodnotu rovnovážné konstanty při 298 K 

Výsledek

a) růst s rostoucí teplotou

Řešení

Teplotní závislost rovnovážné konstanty K ve tvaru je dána vztahem

displaymath

kde $..$ je standardní reakční entalpie. Její znaménko rozhoduje o tom, zda derivace na levé straně bude mít kladnou či zápornou hodnotu (jinými slovy, jestli bude rovnovážná konstanta s teplotou vzrůstat či klesat).

$..$ určíme pomocí Hessova zákona

displaymath

displaymath

Z výsledku je zřejmé, že $..$ (endotermická reakce). Derivace (d ln K/dT) bude tudíž kladná (rostoucí funkce ln K = f(T)) a rovnovážná konstanta bude růst s teplotou.

Poznámka
Řešení úlohy můžeme rovněž vydedukovat úvahou: Bude-li v reakční baňce probíhat endotermická reakce, baňka se bude ochlazovat (reakční systém si odebírá teplo z okolí). V tomto případě reakci podpoříme tím že, systému budeme dodávat teplo topením (budeme zahřívat).