关于标准平衡常数($K_f$)的公式和概念,综合相关搜索结果整理如下:
一、$K_f$的定义与适用范围
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配位化合物的稳定常数
$K_f$是配离子稳定性的量度,表示配合物相对于自由配体的稳定性。其计算公式为: $$K_f = \frac{1}{K_d}$$
其中$K_d$为配离子的稳定常数(离解常数),两者呈倒数关系。
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适用条件
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仅适用于配位平衡,如络合反应:
$$\text{配体} + \text{金属离子} \leftrightarrow \text{络合物}$$ -
仅与温度有关,与反应物浓度无关。
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二、理想气体反应的平衡常数$K_p$
对于理想气体反应(反应物和生成物均为理想气体),平衡常数$K_p$的计算公式为:
$$K_p = \frac{P_{\text{生成物总}}}{P_{\text{反应物总}}} = \left(\frac{RT}{P}\right)^n$$
其中:
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$R$为理想气体常数,$T$为绝对温度(单位:K),$P$为反应体系的压强;
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$n$为生成物化学计量数之和与反应物化学计量数之和的差值。
三、注意事项
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$K_f$与$K_c$的区别
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$K_f$用于配位平衡,$K_c$用于一般可逆反应的浓度平衡;
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$K_f$仅与温度相关,而$K_c$受浓度影响。
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非理想气体的处理
当反应涉及非理想气体时,需使用范特霍夫方程调整平衡常数表达式,此时$K_p$不再适用。
四、示例
配位反应示例 :
$$\text{Cl}^- + \text{Fe}^{3+} \leftrightarrow \text{FeCl}_3$$
若已知$K_d(\text{FeCl}_3) = 4.3 \times 10^6$,则:
$$K_f = \frac{1}{K_d} = \frac{1}{4.3 \times 10^6} \approx 2.33 \times 10^{-7}$$
理想气体反应示例 :
$$N_2 + 3H_2 \leftrightarrow 2NH_3$$
若温度$T = 300 , \text{K}$,压强$P = 1 , \text{atm}$,则:
$$n = (2-1) = 1$$
$$K_p = \left(\frac{RT}{P}\right)^n = \left(\frac{0.0821 \times 300}{1}\right)^1 \approx 24.63$$
以上内容综合了配位化学与理想气体反应的平衡常数计算方法,需根据具体反应类型选择适用公式。