Hvordan løse kjemi Equilibrium problemer

Hvordan løse kjemi Equilibrium problemer


Likevekts spørsmål relatert til en prosess-spesifikk likevektskonstant (Keq). På ethvert punkt har en reaksjon en reaksjon kvotient som sammenligner forholdet mellom produktene til reaktanter til hva som forholdet er ved likevekt. Sett opp en "ICE" bord med riktig variabel plassering. Bruk tabellen til å gi uttrykk gjelder for likevektskonstanten beregninger. Gitt eller målte data kan så brukes til å løse med hensyn på de ukjente variable.

Bruksanvisning

1 Definer reaksjon kvotient (Q) for en gitt prosess. Ved likevekt Keq = Q. Reaksjoner fortsette mot flere produkter hvis Q <Keq, eller "tilbake" mot flere reaktanter dersom Q> Keq. Den generelle kjemiske prosessen AW + bX <-> CY + dZ har Q = ([Y] ^ c

[Z] ^ d) / ([W] ^ a [X] ^ b). BHSU har en grundig forklaring og eksempler knyttet til Q og Keq.

2 Skille mellom første, endring og slutt - likevekts - konsentrasjoner. Anta en Reaksjonen ble beskrevet av 2A + 3B <-> C + 5 D og startkonsentrasjoner var [A] = 0,2, [B] = 1,4, [C] = 0 og [D] = 0,75. Anta A, B, C og D er alle vandig. Likevektskonstanten (Keq) for denne reaksjon er gitt Keq = 7.409e-5. Spørsmålet er: Hva er likevektskonsentrasjonene?

3 Finn reaksjonen kvotient (Q) på den første staten. Ved hjelp av formelen i den første seksjon, Q = (0 ^ 2

0.75 ^ 2) / (0,2 ^ 2 1,4 ^ 2) = 0 / 0,0784 = 0. Siden Q <Keq, forløper reaksjonen reaktant-til-produkt.

4 Kompilere en ICE - innledende, endre likevekt - tabellen. Den første raden i ICE tabell (I) angir startkonsentrasjoner for hver art [A, B, C, D]. Row I = [0,2, 1,4, 0, 0,75]. Den "change" rad C beskriver hvor mye av en gitt art vises eller forsvinner i løpet av en prosess. Hver art er beskrevet i form av en enhet konsentrasjon "x", multiplisert med respektive støkiometriske koeffisienten for den arten. C = [-2x, -3x, + x + 5x]. Reaktantene er negativ-signert siden, etterhvert som reaksjonen skrider frem, avtar konsentrasjonen. For "E" rad, uttrykk i form av x beskrive likevektskonsentrasjonene. E = [(0,2 - 2x), (1,4 - 3x), (0 + x), (0,75 + 5x)]. Likevekts formel for denne prosessen er Keq = ([C]

[D] ^ 5) / ([A] ^ 2 [B] ^ 3). Hvis ICE-tabellen forklaring synes vanskelig her, har Pima Community College regneark-format ICE tabellen eksempler og praksis problemer.

5 Løs for x ved å erstatte E-rad uttrykk inn i Keq ligningen. Keq = 7.409e-5, så 7.409e-5 = (x (0,75 + x) ^ 5) / ((0,2 - 2x) ^ 2 (1,4 - 3x) ^ 3)). Gitt den høye eksponenter, grafiske komplisert høyre brøkdel kan være den beste måten å fortsette. Løse for x gir x = 3.42298e-5. Ved likevekt er konsentrasjonen av A [A] = 0,2-2 (3.42298e-5) = 0,199932, [B] = 1,4 til 3 (3.42298e-5) = 1,399898, [C] = 3.42298e-5 og [D ] = 0,75017.

Hint

  • "Art" refererer til spesifikke molekyler eller atomer i en gitt tilstand. "Støkiometriske koeffisienten" refererer til multiplikatoren i et balansert kjemisk ligning. I den beregnede eksempelet har A støkiometriske koeffisienten 2, B har koeffisienten 3, C er 1, og D har 5.
  • Signifikante sifre og realistiske instrument begrensninger er ikke primære bekymring i denne artikkelen.