⚗️ Калькулятор хімічної рівноваги

Розрахунок констант рівноваги, ступеня перетворення та аналіз принципу Ле Шательє

⚖️ Калькулятор константи рівноваги

Виберіть готову реакцію або введіть власну для розрахунку константи рівноваги.

Типові реакції:

N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃

Рівноважні концентрації (моль/л):

[N₂]:

[H₂]:

[NH₃]:

📊 Розрахунок ступеня перетворення

Визначте рівноважний склад суміші за початковими концентраціями та константою рівноваги.

Початкова концентрація A (моль/л):

Початкова концентрація B (моль/л):

Константа рівноваги K:

Реакція: A + B ⇌ C + D (еквімолярна)

🔄 Принцип Ле Шательє

Дослідіть, як зміна умов впливає на зміщення рівноваги.

N₂(г) + 3H₂(г) ⇌ 2NH₃(г) + Q (екзотермічна)

Температура (K):

Тиск (атм):

ΔH реакції (кДж/моль):

Початкові концентрації (моль/л):

[N₂]₀:

[H₂]₀:

[NH₃]₀:

Зміна температури:

ΔT = 0 K

Зміна тиску:

ΔP = 0%

🔥 Термодинаміка рівноваги

Зв'язок константи рівноваги з термодинамічними функціями.

ΔH° (кДж/моль):

ΔS° (Дж/(моль·К)):

Температура T₁ (K):

Температура T₂ (K):

💧 Калькулятор буферних розчинів

Розрахунок pH буферних систем та буферної ємності.

Тип буфера:

pKa кислоти:

Концентрація кислоти (моль/л):

Концентрація солі (моль/л):

Об'єм розчину (мл):

📚 Теорія хімічної рівноваги

1. Хімічна рівновага

Хімічна рівновага — стан системи, в якому швидкість прямої реакції дорівнює швидкості зворотної, а концентрації речовин залишаються постійними в часі.

Для реакції: aA + bB ⇌ cC + dD

Константа рівноваги: Kc = [C]^c × [D]^d / ([A]^a × [B]^b)

Для газів: Kp = (pC)^c × (pD)^d / ((pA)^a × (pB)^b)

Зв'язок: Kp = Kc × (RT)^Δn, де Δn = (c+d) - (a+b)

2. Принцип Ле Шательє

Якщо на систему, що знаходиться в рівновазі, подіяти зовнішнім впливом, рівновага зміститься у напрямку, що зменшує цей вплив.

Вплив температури:

Підвищення T зміщує рівновагу в бік ендотермічної реакції
Зниження T — в бік екзотермічної реакції

Вплив тиску (для газів):

Підвищення P зміщує рівновагу в бік меншого об'єму (менше молей газу)
Зниження P — в бік більшого об'єму

Вплив концентрації:

Додавання реагенту зміщує рівновагу вправо
Видалення продукту також зміщує рівновагу вправо

3. Рівняння Вант-Гоффа

ln(K₂/K₁) = -ΔH°/R × (1/T₂ - 1/T₁)

або в диференціальній формі:
d(ln K)/dT = ΔH°/(RT²)

4. Термодинаміка рівноваги

ΔG = ΔG° + RT ln(Q)

При рівновазі (Q = K): ΔG = 0
ΔG° = -RT ln(K)

ΔG° = ΔH° - TΔS°

ΔG°	K	Напрямок реакції
< 0	> 1	Самовільна у прямому напрямку
= 0	= 1	Рівновага
> 0	< 1	Самовільна у зворотному напрямку

5. Ступінь перетворення

α = (n₀ - n) / n₀ = (C₀ - C) / C₀

де n₀ — початкова кількість речовини
n — кількість при рівновазі

6. Буферні розчини

Буферні розчини підтримують відносно постійне значення pH при додаванні невеликих кількостей кислот або лугів.

Рівняння Гендерсона-Гассельбаха:
pH = pKa + lg([A⁻]/[HA])

Для основного буфера:
pOH = pKb + lg([BH⁺]/[B])
pH = 14 - pOH

Буферна ємність:

Максимальна при pH = pKa (коли [HA] = [A⁻])
Ефективний діапазон: pKa ± 1
Зростає зі збільшенням загальної концентрації

7. Важливі константи

Кислота	pKa	Застосування
Оцтова CH₃COOH	4.76	Ацетатний буфер
H₂CO₃/HCO₃⁻	6.35	Карбонатний буфер
H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻	7.21	Фосфатний буфер
NH₄⁺/NH₃	9.25	Амонійний буфер

Практичне значення та контекст

Коротка довідка

Лавуазьє заклав основи хімії (1789). Дальтон розвинув атомістику (1808), Меделєєв відкрив Таблицю елементів (1869).

Де застосовується

Фармацевтика: синтез ліків, фармакокінетика, буферні розчини. Хімічна промисловість: технологічні розрахунки, стехіометрія. Аналітична хімія: титрування, рН, концентрації розчинів. Екологія: моніторинг хімічного забруднення, розрахунок ГДК.

Часті запитання (FAQ)

Що таке хімічна рівновага?

Хімічна рівновага — стан системи, при якому швидкості прямої та зворотної реакцій рівні, і склад системи не змінюється з часом (в умовах незмінних зовнішніх умов). Рівновага описується константою рівноваги Kc або Kp. За принципом Ле-Шательє, зміна умов (температура, тиск, концентрація) зміщує рівновагу в бік, що компенсує цю зміну.

Як відрізнити кислоту від основи?

За теорією Бренстеда-Лоурі: кислота — донор протона (H⁺), основа — акцептор протона. За Арреніусом: кислота дисоціює з утворенням H⁺, основа — OH⁻. Кількісно кислотність оцінюється показником pH: pH < 7 — кисле середовище, pH = 7 — нейтральне, pH > 7 — лужне. Визначають за допомогою індикаторів або pH-метра.

Як користуватися цим калькулятором?

Введіть необхідні значення у відповідні поля та натисніть кнопку обчислення. Результат відобразиться одразу. Калькулятор підтримує десяткові числа та від'ємні значення — для введення від'ємного числа використовуйте знак мінус. Усі розрахунки виконуються онлайн без встановлення додаткового програмного забезпечення.

Чи можна використовувати калькулятор безкоштовно?

Так, усі калькулятори на сайті calculator.party повністю безкоштовні. Жодна реєстрація не потрібна — просто відкрийте сторінку та починайте обчислення. Калькулятори доступні 24/7 і працюють у будь-якому сучасному браузері на комп'ютері, планшеті або смартфоні.

Яка точність обчислень калькулятора?

Калькулятор використовує 64-бітну арифметику з плаваючою точкою (стандарт IEEE 754), що забезпечує точність до 15–16 значущих цифр. Для більшості практичних задач цього більш ніж достатньо. Результати округлюються до 4–6 значущих цифр для зручності читання.

📁 Категорія: Хімія