Ceisteanna Samplacha agus Plé ar Chothromaíocht i Réitigh
Pendahuuan
Is coincheap bunúsach sa cheimic í an chothromaíocht cheimiceach atá ríthábhachtach chun imoibrithe ceimiceacha a thuiscint. Is staid í an chothromaíocht i dtuaslagán ina dtarlaíonn dhá imoibriú nó níos mó atá os coinne a chéile ag an ráta céanna, ionas go bhfanann tiúchan na n-imoibrithe agus na dtáirgí tairiseach le himeacht ama. San alt seo, pléifimid roinnt samplaí de chothromaíocht i dtuaslagáin agus pléifimid iad go mion. Tá súil againn go gcuideoidh an t-alt seo le do thuiscint ar theoiric na cothromaíochta ceimicí a dhoimhniú.
Coincheapa Bunúsacha na Cothromaíochta Ceimicí
Sula dtéann tú isteach sna ceisteanna samplacha agus sa phlé, tá sé tábhachtach roinnt coincheapa bunúsacha maidir le cothromaíocht cheimiceach a thuiscint:
1. Cothromaíocht Dhinimiciúil: I riocht cothromaíochta, ní stopann an t-imoibriú, ach tarlaíonn an t-imoibriú ar aghaidh agus an t-imoibriú droim ar ais ag an ráta céanna.
2. Tairiseach Cothromaíochta (K): Úsáidtear é chun a léiriú cé chomh fada agus a shroicheann imoibriú cothromaíocht. Is é seo an fhoirmle ghinearálta don tairiseach cothromaíochta:
[K = \frac{{[táirge]}}{[imoibrí]}]
3. Dlí na Gníomhaíochta Mais: Léirítear tiúchan gach substainte in imoibriú i bhfoirm easpónantúil de réir na gcomhéifeachtaí sa chothromóid cheimiceach.
Ceisteanna Samplacha agus Plé
Ceist Shamplach 1
Ceist:
Is mar seo a leanas a thugtar cothromóid imoibrithe cothromaíochta:
\[ N_2O_4 (g) \saighead dheas 2NO_2 (g) \]
Ag teocht áirithe, is é 0.10 M tiúchan cothromaíochta \(N_2O_4 \) agus is é 0.20 M \(NO_2 \). Ríomh luach an tairisigh chothromaíochta, \(K_c \), don imoibriú.
Plé:
Is é cothromóid an tairiseach cothromaíochta \(K_c \) ná:
[K_c = \frac{{[NO_2]^2}}{[N_2O_4]}]
Cuir na luachanna tiúchana isteach sa chothromóid:
[K_c = \frac{{(0.20)^2}}{0.10} \]
[K_c = \frac{{0.04}}{0.10} = 0.40 \]
Mar sin, is é 0.40 luach \(K_c \) don imoibriú.
Ceist Shamplach 2
Ceist:
I gcoimeádán dúnta, dianscaoileann gás \(PCl_5 \) ina \(PCl_3 \) agus \(Cl_2 \) de réir na cothromóide:
[PCl_5 (g) \leftrightarrow PCl_3 (g) + Cl_2 (g)]
Más é 0.200 an tairiseach cothromaíochta, \(K_c \), ag teocht áirithe agus más é 1.00 M tiúchan \(PCl_5 \) ag cothromaíocht, ríomh tiúchan \(PCl_3 \) agus \(Cl_2 \) ag cothromaíocht.
Plé:
Abair go bhfuil tiúchan \(PCl_3 \) agus \(Cl_2 \) ag cothromaíocht cothrom le x M. Bunaithe ar chothromóid an imoibrithe, laghdaíonn tiúchan \(PCl_5 \) faoi x M freisin.
Dá bhrí sin, is féidir an chothromóid chothromaíochta a scríobh mar:
[K_c = \frac{{[PCl_3][Cl_2]}}{[PCl_5]}]
Cuir luachanna \(K_c \) agus tiúchan \(PCl_5 \) in ionad a chéile:
[0.200 = \frac{{x^2}}{(1.00 – x)}]
Réiteach cothromóidí cearnacha:
[0.200 = \frac{{x^2}}{(1.00 – x)}]
\[ 0.200 (1.00 – x) = x^2 \]
\[ 0.200 – 0.200x = x^2 \]
\[ x^2 + 0.200x – 0.200 = 0 \]
Is é an réiteach ar an gcothromóid chearnach seo ná x = 0.332 nó x = -0.532 (níl an réiteach diúltach ábhartha, ós rud é nach féidir leis an tiúchan a bheith diúltach).
Dá bhrí sin, is é 0.332 M tiúchan \(PCl_3 \) agus \(Cl_2 \) ag cothromaíocht.
Ceist Shamplach 3
Ceist:
I dtuaslagán, is féidir le hiain hiodrocsaíde (\(OH^- \)) imoibriú le hiain amóiniam (\(NH_4^+ \)) chun uisce (\(H_2O \)) agus amóinia (\(NH_3 \)) a fhoirmiú. Seo cothromóid an imoibrithe:
\[ NH_4^+ (dr) + OH^- (dr) \ saigheada clé H_2O (l) + NH_3 (dr) \]
Má shocraítear an tairiseach cothromaíochta (\(K_c \)) go 1.8 x 10^5 ag teocht áirithe, agus má tá tiúchan tosaigh \(NH_4^+ \) agus \(OH^- \) 0.10 M agus 0.15 M, faoi seach, ríomh tiúchan \(NH_3 \) nuair a shroichtear cothromaíocht.
Plé:
Scríobh an chothromóid chothromaíochta:
\[ K_c = \frac{{[NH_3]}}{[NH_4^+][OH^-]} \]
Abair gurb é x tiúchan \(NH_3 \) a fhoirmítear ag cothromaíocht, ansin laghdaíonn tiúchan \(NH_4^+ \) agus \(OH^- \) le gach x.
[K_c = \frac{{x}}{(0.10 – x)(0.15 – x)}]
Cuir luach \(K_c \) in ionad a chéile:
[1.8 × 10^5 = \frac{{x}}{(0.10 – x)(0.15 – x)}]
Glac leis go bhfuil x an-bheag i gcomparáid le 0.10 agus 0.15 sa chaoi is go bhfuil (0.10 – x = 0.10) agus (0.15 – x = 0.15):
[1.8 × 10^5 = \frac{{x}}{(0.10)(0.15)}]
[x = 1.8 × 10^5 × (0.10) × (0.15)]
\[x = 2.7 \]
Dá bhrí sin, meastar gurb é 2.7 M tiúchan \(NH_3 \) ag cothromaíocht.
Conclúid
Ón bplé thuas, is féidir a thabhairt i gcrích go bhfuil tuiscint ar choincheap na cothromaíochta ceimicí ríthábhachtach chun fadhbanna éagsúla a bhaineann le cothromaíocht i dtuaslagáin a réiteach. Trí dhlí an ghníomhaíochta maise agus tairiseach na cothromaíochta a úsáid, is féidir linn tiúchan speiceas éagsúil in imoibriú a ríomh nuair a shroichtear cothromaíocht. Ní dhéanann an t-alt seo ach tagairt do chúpla sampla bunúsach. Go praiticiúil, is féidir le ríomhanna cothromaíochta ceimicí a bheith i bhfad níos casta, agus fachtóirí ar nós teocht, brú, agus gníomhaíocht ian i dtuaslagán i gceist.
