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Quelle est la formule correcte de 𝐾 𝑐 pour le système en équilibre suivant : CaCO3 solide réagit de manière réversible pour produire CaO solide plus CO2 gaz, Lequel des énoncés suivants est correct ? (A) 𝐾 𝑐 est égal à la concentration de CaO multipliée par la concentration de CO2 divisé par la concentration de CaCO3. (B) 𝐾 𝑐 est égal à la concentration de CaCO3 divisée par la concentration de CaO multipliée par la concentration de CO2. (C) 𝐾 𝑐 est égal à un divisé par la concentration de CO2. Ou (D) 𝐾 𝑐 est égal à la concentration de CO2.
Dans cette question, nous devons déterminer l’équation correcte de 𝐾 𝑐 pour la décomposition réversible du carbonate de calcium. Nous devons d’abord noter que toutes les espèces de la réaction ne sont pas dans le même état ou dans la même phase. C’est un système en équilibre hétérogène. Un système en équilibre hétérogène est un système avec des produits chimiques qui ne sont pas tous dans le même état ou dans la même phase. Outre l’équation de la question, un autre exemple de système en équilibre hétérogène est la réaction réversible du carbone et de l’eau.
Un système en équilibre homogène, en revanche, est un système avec des produits chimiques qui sont tous dans le même état ou dans la même phase. Un exemple serait la formation de molécules d’ammoniac. Toutes les substances de réactifs et de produits sont à l’état gazeux.
Dégageons un peu d’espace et examinons les formules utilisées pour déterminer la constante d’équilibre.
Il est relativement simple de déterminer l’équation de 𝐾 𝑐 pour un système en équilibre homogène. Les équations algébriques expliquent comment nous pouvons toujours déterminer l’équation de 𝐾 𝑐 pour la réaction d’un système en équilibre homogène. Le numérateur de l’équation 𝐾 𝑐 contient les concentrations des produits et le dénominateur les concentrations de réactifs. Les coefficients stœchiométriques des réactifs et des produits sont les exposants de ces termes de concentration.
Si nous utilisons la production d’ammoniac comme exemple, nous constatons que 𝐾 𝑐 est égal à la concentration de NH3 puissance deux divisée par la concentration de N2 multipliée par la concentration de H2 puissance trois. Il est moins simple de déterminer l’équation de 𝐾 𝑐 pour un système en équilibre hétérogène. Nous avons tendance à mettre de côté les termes de concentration pour les solides et les liquides dans les systèmes chimiques avec d’autres composés ou éléments chimiques gazeux. Nous n’incluons pas les concentrations de solides et de liquides, car ces valeurs sont essentiellement constantes.
Nous pouvons maintenant examiner la réaction réversible de la question. Dans l’équation, deux substances chimiques sont à l’état solide et une est un gaz. Nous n’avons pas besoin de considérer la concentration des composés solides que sont le carbonate de calcium et d’oxyde de calcium. La réponse doit être l’équation étonnamment simple 𝐾 𝑐 est égal à la concentration de CO2.
Revenons aux choix de réponses. La formule correcte de 𝐾 𝑐 pour le système en équilibre donné est (D), 𝐾 𝑐 est égal à la concentration de CO2.
