Ceisteanna agus Plé Samplacha maidir le Tairiseacha Cothromaíochta a Úsáid i Ríomhanna
Pendahuuan
Is í an cheimic staidéar na substaintí agus na hathruithe a tharlaíonn sna substaintí sin. Coincheap tábhachtach amháin sa cheimic is ea cothromaíocht cheimiceach, áit a sroicheann imoibriú ceimiceach staid ina bhfuil ráta an imoibrithe ar aghaidh cothrom le ráta an imoibrithe droim ar ais. I gcothromaíocht cheimiceach, ní athraíonn tiúchan na n-imoibrithe agus na dtáirgí le himeacht ama. Rialaítear an coincheap seo ag an tairiseach cothromaíochta (K), ar luach tairiseach é ag teocht ar leith agus atá glan de thiúchan na gcomhpháirteanna san imoibriú. Pléifear san alt seo samplaí agus plé a úsáideann an tairiseach cothromaíochta i ríomhanna.
Tairiseach Cothromaíochta, K
Is minic a chuirtear an tairiseach cothromaíochta in iúl i ndá phríomhfhoirm, eadhon Kc agus Kp. Is é Kc an tairiseach cothromaíochta bunaithe ar thiúchan mólarach, agus is é Kp an tairiseach cothromaíochta bunaithe ar bhrú páirteach an gháis.
Foirmle Kc:
Le haghaidh imoibrithe:
[aA + bB \leftrightarrow cC + dD \]
Tugtar an tairiseach cothromaíochta bunaithe ar thiúchan mar seo a leanas:
[Kc = \frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}]
Foirmle Kp:
Le haghaidh imoibrithe gáis:
[aA(g) + bB(g) \leftrightarrow cC(g) + dD(g) \]
Tugtar an tairiseach cothromaíochta bunaithe ar bhrúnna páirteacha mar seo a leanas:
[Kp = \frac{(P_C)^c(P_D)^d}{(P_A)^a(P_B)^b}]
Is eol go bhfuil an gaol seo a leanas idir Kp agus Kc:
[Kp = Kc(RT)^{Deltan}]
Cá háit:
– Is é \(R \) tairiseach an gháis (0.0821 L atm K⁻¹ mol⁻¹),
– Is é \(T \) an teocht i gCeilvin,
– Is é Δn an t-athrú i líon na móil gháis (c+dab).
Ceisteanna Samplacha agus Plé
Ceist Shamplach 1: Ríomh Kc
Ceist: Ag teocht áirithe, is é 4,0 tairiseach cothromaíochta an imoibrithe seo a leanas:
\[ 2NO_2 \ saighead ar dheis N_2O_4 \]
Más ionann tiúchan \([NO_2] \) agus 0,6 M ag cothromaíocht, ríomh tiúchan \([N_2O_4] \) ag an gcothromaíocht sin.
Plé:
Is eol:
– \(Kc = 4,0 \)
– \( [NO_2] = 0,6 M \)
Is é seo foirmle tairiseach cothromaíochta don imoibriú seo:
[Kc = \frac{[N_2O_4]}{[NO_2]^2} \]
Cuir luachanna aitheanta in ionad:
\[ 4,0 = \frac{[N_2O_4]}{(0,6)^2} \]
Mar sin:
\[ 4,0 = \frac{[N_2O_4]}{0,36} \]
\[ [N_2O_4] = 4,0 \times 0,36 \]
[[N_2O_4] = 1,44, M]
Dá bhrí sin, is é 1,44 M tiúchan \([N_2O_4] \) ag cothromaíocht.
Ceist Shamplach 2: Kc a thiontú go Kp
Ceist: Agus an t-imoibriú san áireamh:
\[ N_2(g) + 3H_2(g) \ saighead ar dheis 2NH_3(g) \]
Ag 500 K, is é 0,278 an tairiseach cothromaíochta Kc. Ríomh Kp don imoibriú ag an teocht sin.
Plé:
Tugtar an gaol idir Kc agus Kp leis an gcothromóid:
[Kp = Kc(RT)^{Deltan}]
Is eol:
– \(Kc = 0,278 \)
– \( R = 0.0821 \, L atm K^{-1} mol^{-1} \)
– \(T = 500 \, K \)
– \( \Delta n = (2 - (1 + 3)) = -2 \)
Mar sin, ionadú luachanna:
[Kp = 0,278 × (0.0821 × 500)^{-2}]
[Kp = 0.278 uair (41.05)^{-2}]
[Kp = 0.278 uair (1 / 1683.0025)]
[Kp = 0.278 × 0.000594]
\[Kp = 0.000165 \]
Dá bhrí sin, is é 0.000165 \(Kp \) don imoibriú ag 500 K.
Sampla 3: Kp a Úsáid i Ríomhanna Brú Páirteach
Ceist: Maidir leis an imoibriú gáis seo a leanas:
[H_2(g) + I_2(g) ≤ 2HI(g)]
Ós rud é go bhfuil Kp ag 450 K ionann agus 50. Más ionann \(P_{H_2} agus P_{I_2} = 0,2 \, atm \), ríomh an brú páirteach de HI ag cothromaíocht.
Plé:
Is eol:
– \(Kp = 50 \)
– \( P_{H_2} = 0,2 \, atm \)
– \( P_{I_2} = 0,2 \, atm \)
Is é seo foirmle tairiseach cothromaíochta don imoibriú seo:
[Kp = \frac{(P_{HI})^2}{P_{H_2} \times P_{I_2}} \]
Cuir luachanna aitheanta in ionad:
[50 = \frac{(P_{HI})^2}{0,2 × 0,2}]
[50 = \frac{(P_{HI})^2}{0.04} \]
Mar sin:
\[ (P_{HI})^2 = 50 \times 0,04 \]
\[ (P_{HI})^2 = 2 \]
[P_{HI} = \sqrt{2} \]
\[ P_{HI} \thart ar 1,414 \, atm \]
Dá bhrí sin, is é thart ar 1,414 atm brú páirteach HI ag cothromaíocht.
Conclúid
Tá sé ríthábhachtach do mhic léinn atá ag déanamh staidéir ar cheimic ardleibhéil tuiscint a fháil ar choincheap na dtairiseach cothromaíochta agus a bheith in ann iad a úsáid i ríomhanna ceimiceacha. Cuireann an t-alt seo roinnt fadhbanna samplacha agus plé cuimsitheach ar fáil ar úsáid na dtairiseach cothromaíochta Kc agus Kp faoi dhálaí éagsúla. Éascóidh tuiscint mhaith ar an ábhar seo réiteach fadhbanna a bhaineann le frithghníomhartha cothromaíochta ceimiceacha.
