
【化】 concentration constant; concentration quotient
濃度常數(Concentration Constant)是化學平衡體系中用于量化物質濃度關系的核心參數,其英文對應術語為"concentration equilibrium constant",常用符號Kc表示。該常數通過平衡狀态下各反應物與生成物濃度幂的比值定義,遵循質量作用定律。
具體數學表達式為:
$$
K_c = frac{[C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b}
$$
其中方括號代表物質的平衡濃度,a、b、c、d為化學計量數。該公式適用于均相反應體系,要求所有物質處于相同相态(如全液态或全氣态)。
國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)明确指出,濃度常數的數值具有溫度依賴性,但不受初始濃度變化影響。當系統溫度改變時,Kc值會發生相應變化,這符合勒沙特列原理對平衡移動的預測。在工業催化反應優化和生物酶動力學研究中,該參數被廣泛應用于預測反應方向與限度評估。
需特别注意濃度常數與活度常數(K)的區别:前者采用實際濃度計算,後者則考慮有效濃度(活度),兩者在精确計算中存在差異。根據《物理化學基礎》(高等教育出版社)的闡述,在稀溶液體系中兩者數值差異可忽略,但在高濃度離子溶液中必須進行活度校正。
“濃度常數”是化學中與物質濃度相關的固定數值概念,具體可從以下兩方面理解:
常數指固定不變的數值。在化學中,常數的典型應用包括:
固體/純液體的濃度常數
在化學反應中,固體或純液體的濃度不參與平衡計算,因其濃度恒定。例如,平衡常數表達式中通常不包含固體或純液體的濃度,而是直接将其歸入常數值。
示例:對于反應 ( text{CaCO}_3(text{s}) rightleftharpoons text{CaO}(text{s}) + text{CO}_2(text{g}) ),平衡常數簡化為 ( K = [text{CO}_2] ),因固體濃度被視為常數。
濃度平衡常數(( K_c ))
這是化學反應平衡時,各物質濃度按化學計量數幂次計算的比值,例如反應 ( atext{A} + btext{B} rightleftharpoons ctext{C} + dtext{D} ) 的 ( K_c ) 表達式為:
$$
K_c = frac{[text{C}]^c [text{D}]^d}{[text{A}]^a [text{B}]^b}
$$
其中,( K_c ) 在恒定溫度下為固定值。
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