
【化】 conditional equilibrium constant
在化學領域,條件平衡常數(Conditional Equilibrium Constant)是一個重要的概念,用于描述在特定條件下(如固定pH值、離子強度或配體濃度)化學平衡的狀态。以下從漢英詞典角度并結合專業背景進行詳細解釋:
$$
K = frac{[C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b}
$$
其中濃度均為活度(activity)。
$$
K' = frac{[C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b} quad text{(特定條件下總濃度之比)}
$$
其數值隨實驗條件變化,更貼近實際體系。
配位化學
金屬離子與配體(如EDTA)的絡合反應中,$K'$ 隨pH變化。例如EDTA與鈣離子的條件穩定常數:
$$
K'{text{CaY}} = frac{[text{CaY}]}{[text{Ca}^{2+}][text{Y}{text{tot}}]}
$$
其中 $[text{Y}_{text{tot}}]$ 為EDTA總濃度,其值受pH影響(因EDTA存在質子化形态)。
生物化學
酶促反應(如 $E + S rightleftharpoons ES rightarrow E + P$)的表觀米氏常數($K_M$)即為條件平衡常數,依賴pH、離子強度等。
分析化學
沉澱溶解平衡中,溶度積常數($K{sp}$)在含絡合劑體系變為條件溶度積 $K'{sp}$,用于計算實際溶解度。
高等教育出版社,第10章“化學平衡”詳述了條件常數與熱力學常數的關系。
絡合滴定章節解釋了EDTA滴定中條件穩定常數的計算與應用。
酶動力學部分讨論了pH對表觀平衡常數的影響機制。
Pure and Applied Chemistry 期刊對條件常數的定義與标準化使用有明确規範(鍊接:DOI:10.1351/pac200779010293)。
特征 | 熱力學平衡常數 ($K$) | 條件平衡常數 ($K'$) |
---|---|---|
依賴因素 | 溫度 | 溫度、pH、離子強度等 |
物理意義 | 标準狀态下的平衡關系 | 實際條件下的表觀平衡關系 |
應用場景 | 理論計算 | 實驗體系分析 |
示例 | $K_a$(酸解離常數) | $K'_a$(特定pH下的表觀常數) |
通過條件平衡常數,研究者可更準确地預測複雜體系中化學平衡的行為,尤其在生物、環境及分析化學領域具有不可替代的價值。
條件平衡常數是化學平衡中的一個重要概念,用于描述在特定實際條件下(如存在副反應、離子強度變化等)反應的平衡狀态。以下是詳細解釋:
定義與核心公式
條件平衡常數($K'$)是修正後的平衡常數,其表達式為:
$$K' = K cdot frac{alpha{text{産物}}}{alpha{text{反應物}}}$$
其中,$K$為标準平衡常數,$alpha$為副反應系數,表示未參與主反應的組分濃度與實際有效濃度的比值。例如,在絡合反應中,金屬離子可能因水解或與其他配體結合而發生副反應,此時$alpha$會顯著影響$K'$。
與标準平衡常數的區别
應用場景
影響因素
示例:在EDTA滴定Ca²⁺時,若溶液pH較低,EDTA(Y⁴⁻)會與H⁺結合生成HY³⁻等副産物,此時需通過條件穩定常數$K'{text{CaY}} = K{text{CaY}} / alpha_Y$($alpha_Y$為EDTA的酸效應系數)判斷反應是否完全。
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