Eisimpleirean de Cheistean a’ Deasbad Factaran a bheir Buaidh air an Ìre Ath-bhualadh
Is e cruth-atharrachadh ataman no moileciuilean a th’ ann an ath-bhualadh ceimigeach air a chomharrachadh le gluasadan lùtha agus atharrachaidhean ann an ìrean lùtha. Ann an cleachdadh, tha an ìre ath-bhualadh a’ toirt cunntas air cho luath ‘s a bhios luchd-ath-bhualadh ag atharrachadh gu toraidhean. Faodaidh grunn nithean buaidh a thoirt air ìre ath-bhualadh, a’ gabhail a-steach dùmhlachd, teòthachd, cuideam (airson ath-bheachdan gas), farsaingeachd uachdar, agus làthaireachd chatalaichean. Bruidhnidh an t-artaigil seo air eisimpleirean de dhuilgheadasan co-cheangailte ri factaran a bheir buaidh air ìre ath-bhualadh le mìneachaidhean mionaideach.
Factaran a bheir buaidh air an ìre freagairt
1. Dùmhlachd nan Ath-bhualadairean
2. Teòthachd
3. Brùthadh
4. Raon Uachdair
5. Catalaiche
1. Dùmhlachd nan Ath-bhualadairean
Eisimpleir Ceist 1:
Freagairt air a thoirt seachad:
A + B → AB
Ma tha dùmhlachdan [A] = 0,5 M agus [B] = 0,5 M air an toirt seachad, agus ma tha an ìre ath-bhualadh tùsail air a thoirt seachad le ìre = k[A][B]. Dè a bhios an ìre ath-bhualadh ma thèid dùmhlachd A a dhùblachadh gu 1 M fhad ‘s a dh’ fhanas [B] aig 0,5 M?
Deasbad:
Foirmle ìre ath-bhualadh:
\[ \text{Ìre} = k[A][B] \]
Ìre tùsail:
\[ \text{Ìre}_{\text{toiseach}} = k[0,5][0,5] = 0,25k \]
Nuair a dh’fhàsas dùmhlachd A 1 M:
\[ \text{Ìre}_{\text{ùr}} = k[1][0,5] = 0,5k \]
Coimeas ìrean:
\[ \frac{\text{Ìre}_{\text{ùr}}}{\text{Ìre}_{\text{toiseach}}} = \frac{0,5k}{0,25k} = 2 \]
Mar sin, tha an ìre ath-bhualadh ùr dà uair na an ìre ath-bhualadh tùsail.
2. Teòthachd
Eisimpleir Ceist 2:
Tha ceimigear a’ mothachadh gu bheil an ìre ath-bhualadh airson pròiseas ceimigeach ag àrdachadh bho 0,5 mol/L/s gu 2 mol/L/s nuair a dh’èireas an teòthachd bho 300 K gu 320 K. Dè am bàillidh àrdachaidh, stèidhichte air lagh Arrhenius?
Deasbad:
Tha lagh Arrhenius ag ràdh:
[\text{Ìre} = Ae^{-\frac{E_a}{RT}} \]
Bidh àrdachadh na teòthachd ag adhbhrachadh gum bi an eas-chruthach a’ lùghdachadh anns an abairt Arrhenius, agus mar sin bidh an ìre ath-bhualadh ag àrdachadh. Anns a’ chùis seo, is e am factar àrdachaidh:
[\frac{\text{Ìre}\ \text{aig}\320\K}{\text{Ìre}\ \text{aig}\300\K} = \frac{2\mol/L/s}{0,5\mol/L/s} = 4 \]
Mar sin, tha am factar àrdachaidh ìre ath-bhualadh 4 uiread.
3. Brùthadh
Eisimpleir Ceist 3:
Airson ath-bheachdan gas:
\[ \text{2NO}(g) + \text{O}_2(g) → \text{2NO}_2(g) \]
Ma thèid an cuideam iomlan a mheudachadh bho 1 atm gu 2 atm le meud cunbhalach, ciamar a bheir seo buaidh air an ìre ath-bhualadh?
Deasbad:
Ann an ath-bheachdan gas, tha cuideam dìreach co-rèireach ri dùmhlachd. Bidh àrdachadh a’ chuideam ag àrdachadh dùmhlachd gach gas, ag àrdachadh an ìre ath-bhualadh. A’ gabhail ris gu bheil an cuideam air a chumail suas gu co-rèireach, bidh an ìre ath-bhualadh ag àrdachadh le cuideam:
\[ \text{Ìre}_{\text{ùr}} = k[2NO]^2[O_2] \]
Le cuideam a’ sìor fhàs, bidh dùmhlachd NO agus O2 gach fear a’ dùblachadh, agus mar sin bidh an ìre ath-bhualadh ag àrdachadh le:
\[ \text{Ìre}_{\text{ùr}} = k[2NO]^2[2O_2] = k(2[NO])^2 (2[O_2]) = 4k[NO]^2[O_2] \]
Mar sin bidh an ìre ath-bhualadh ag àrdachadh 4 uiread.
4. Raon Uachdair
Eisimpleir Ceist 4:
Nuair a thèid sinc chruaidh a chur ann am fuasgladh HCl, bidh an ath-bhualadh gus gas H2 a chruthachadh a’ tachairt nas luaithe nuair a thèid an sinc a mhilleadh gu pùdar na nuair a bhios e ann an cruth bàr sinc. Carson a tha sin?
Deasbad:
Le bhith a’ meudachadh farsaingeachd uachdar nam mìrean cruaidh, bidh an àireamh de mholacilean ath-bhualaidh ùra as urrainn bualadh ri uachdar Zn cruaidh ag àrdachadh. Is e seo an ath-bhualadh eadar Zn agus HCl:
[Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)
Nuair a tha Zn ann an cruth pùdar, tha an uachdar conaltraidh eadar Zn agus HCl nas motha an taca ri Zn ann an cruth bàr, agus mar sin a’ meudachadh an ìre ath-bhualadh tro barrachd làraichean bualadh.
5. Catalaiche
Eisimpleir Ceist 5:
Mìnich an diofar ann an ìrean ath-bhualadh airson lobhadh haidridean piorocsaid le agus às aonais catalyst (dà-ogsaid manganese, MnO2).
\[ \text{2H}_2\text{O}_2(aq) → 2\text{H}_2\text{O}(l) + \text{O}_2(g) \]
Deasbad:
Às aonais catalyst, bidh lobhadh haidridean piorocsaid slaodach air sgàth an lùth gnìomhachaidh àrd. Ach, leis a’ chatalyst MnO2, tha an lùth gnìomhachaidh air a lùghdachadh gu mòr. Chan eil MnO2 ag ath-bhualadh gu maireannach san ath-bhualadh, ach an àite sin tha e a’ toirt seachad slighe eile (dòigh-obrach ath-bhualadh) le lùth gnìomhachaidh nas ìsle, a’ luathachadh an ìre ath-bhualadh.
Le catalyst:
– Bidh an ìre ath-bhualadh ag àrdachadh leis gu bheil an lùth a tha a dhìth nas ìsle.
– Bidh cineataig an ath-bhualaidh ag atharrachadh ach tha toradh an toraidh fhathast mar a tha e.
Leigidh catalaichean leis an tricead bualadh èifeachdach àrdachadh gun teirmodynamics an ath-bhualadh atharrachadh.
Co-dhùnadh
Tha grunn nithean a’ toirt buaidh air ìrean ath-bhualaidh, nam measg dùmhlachd nan ath-bhualadairean, teòthachd, cuideam, gu h-àraidh ann an ath-bhualaidhean gasach, farsaingeachd uachdair ann an stuthan cruaidh, agus làthaireachd chatalaichean. Tha dùmhlachd dìreach co-rèireach ri ìre ath-bhualaidh; tha teòthachd a’ toirt buaidh air lùth cineatach nan ath-bhualadairean; tha cuideam a’ toirt buaidh air ath-bhualaidhean gasach tro dùmhlachd gas; tha farsaingeachd uachdair a’ toirt buaidh air an raon bualaidh; agus bidh chatalaichean a’ luathachadh an reata le bhith a’ lughdachadh lùth gnìomhachaidh. Tha tuigse air na nithean sin riatanach airson smachd a chumail air ìrean ath-bhualaidh ann an diofar thagraidhean gnìomhachais agus rannsachadh obair-lann.
