Pusiausvyros koncentracijos pavyzdys

Reakcijų su mažomis K reikšmėmis pusiausvyros koncentracijų sprendimas

Getty Images / Atominiai vaizdai

Šis uždavinio pavyzdys parodo, kaip apskaičiuoti pusiausvyros koncentracijas pagal pradines sąlygas ir reakcijos pusiausvyros konstantą. Tai pusiausvyros konstantos pavyzdys yra susijęs su reakcija su „maža“ pusiausvyros konstanta.

Problema:

0,50 molio N_dudujos sumaišomos su 0,86 apgamai iš O_dudujos 2,00 l talpos bake, esant 2000 K. Abi dujos reaguoja sudarydamos azoto oksido dujas. reakcija

N_du(g) + O_du(g) 2 NO (g).

Kokie yra pusiausvyros koncentracijos kiekvienos dujos?

Duota: K = 4,1 x 10^-4prie 2000 K

Sprendimas:

1 veiksmas – suraskite pradinę koncentraciją:

[N_du]_O= 0,50 mol/2,00 l

[N_du]_O= 0,25 mln

[O_du]_O= 0,86 mol/2,00 l

[O_du]_O= 0,43 mln

[NE]_O= 0 mln

2 veiksmas. Raskite pusiausvyros koncentracijas naudodami K prielaidas:

Pusiausvyros konstanta K yra santykis Produktai į reagentus. Jei K yra labai mažas skaičius, galima tikėtis, kad reagentų bus daugiau nei produktų. Šiuo atveju K = 4,1 x 10^-4yra mažas skaičius. Tiesą sakant, šis santykis rodo, kad reagentų yra 2439 kartus daugiau nei produktų.

Galime manyti, kad N_duir O_dureaguos į formą NO. Jei suma N_duir O_dunaudojamas X, tada susidarys tik 2X NO.

Tai reiškia, kad esant pusiausvyrai, koncentracijos būtų tokios

[N_du] = [N_du]_O- X = 0,25 M - X
[O_du] = [O_du]_O- X = 0,43 M - X
[NE] = 2X

Jei darysime prielaidą, kad X yra nereikšmingas, palyginti su reagentų koncentracijomis, galime nepaisyti jų poveikio koncentracijai

[N_du] = 0,25 M - 0 = 0,25 M
[O_du] = 0,43 M - 0 = 0,43 M

Pakeiskite šias reikšmes pusiausvyros konstanta

K = [NE]^du/[N_du][O_du]
4,1 x 10^-4= [2x]^du/(0,25)(0,43)
4,1 x 10^-4= 4X^du/0,1075
4,41 x 10^-5= 4X^du
1,10 x 10^-5= X^du
3,32 x 10^-3= X

Pusiausvyros koncentracijos išraiškas pakeiskite X

[N_du] = 0,25 mln
[O_du] = 0,43 mln
[NE] = 2x = 6,64 x 10^-3M

3 veiksmas - Patikrinkite savo prielaidą:

Kai darote prielaidas, turėtumėte patikrinti savo prielaidą ir patikrinti savo atsakymą. Ši prielaida galioja X reikšmėms 5% nuo reagentų koncentracijos.

Ar X yra mažesnis nei 5% iš 0,25 M?
Taip – ​​tai 1,33% iš 0,25 mln

Ar X yra mažesnis nei 5% iš 0,43 M
Taip – ​​tai 0,7% iš 0,43 mln

Įtraukite savo atsakymą į pusiausvyros konstantos lygtį

K = [NE]^du/[N_du][O_du]
K = (6,64 x 10^-3M)^du/(0,25 mln.) (0,43 mln.)
K = 4,1 x 10^-4

K reikšmė sutampa su reikšme, pateikta uždavinio pradžioje.Įrodyta, kad prielaida yra pagrįsta. Jei X reikšmė buvo didesnė nei 5% koncentracijos, tada kvadratinė lygtis turėtų būti naudojamas kaip šioje problemos pavyzdyje.

Atsakymas:

Reakcijos pusiausvyros koncentracijos yra

[N_du] = 0,25 mln
[O_du] = 0,43 mln
[NE] = 6,64 x 10^-3M