Eisimpleirean de cheistean a’ beachdachadh air Cothromachadh Ceimigeach anns an t-Saoghal Gnìomhachais

Eisimpleirean de Cheistean a’ Deasbad Cothromachadh Ceimigeach anns an t-Saoghal Gnìomhachais

Tha cothromachadh ceimigeach na bhun-bheachd deatamach ann an ceimigeachd agus tha e air a chur an sàs gu farsaing ann an grunn raointean gnìomhachais. Ann an ath-bhualadh ceimigeach, bidh cothromachadh a’ tachairt nuair a tha ìre an ath-bhualadh air adhart co-ionann ri ìre an ath-bhualadh cùil, gus am bi dùmhlachd nan ath-bhualadairean agus thoraidhean seasmhach thar ùine. Tha mòran ghnìomhachasan, leithid cungaidhean-leigheis, peitriceimigean, agus giullachd bìdh, an urra gu mòr ri tuigse agus smachd a chumail air cothromachadh ceimigeach gus cinneasachadh agus èifeachdas a bharrachadh. Bruidhnidh an artaigil seo air grunn eisimpleirean de dhuilgheadasan co-cheangailte ri cothromachadh ceimigeach ann an co-theacsa gnìomhachais agus mar a dh’fhuasglas tu iad.

Eisimpleir Ceist 1: Gnìomhachas Ammonia (Pròiseas Haber-Bosch)

Ceist:
Bidh pròiseas Haber-Bosch a’ dèanamh ammonia (NH₃) bho naitridean (N₂) agus haidridean (H₂) a rèir an ath-bhualaidh:
[\text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g) \]

Aig 500 K, is e 6.0 x 10^-2 an cunbhalachd cothromachaidh (Kc _{) airson an ath-bhualadh seo. Ma thòisicheas sinn le 1.00 mol N2} agus 3.00 mol H2 _ann an reactar le tomhas-lìonaidh de 1.00 L, obraich a-mach dùmhlachd gach pàirt aig cothromachadh.

Deasbad:
1. Obraich a-mach an t-atharrachadh ann an dùmhlachd gach pàirt san t-siostam.
[\text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g) \]
Biodh x nan mòlan de NH₃ a chruthaichear aig cothromachadh, an uairsin tha an t-atharrachadh ann an dùmhlachd mar a leanas:
- N.₂: -x mol/L
- H.₂-3x mol/L
– NH₃: +2x mol/L

2. Cuir an co-aontar cothromachaidh air dòigh stèidhichte air an cunbhalachd cothromachaidh (K_c):
\[
K_c = \frac{[\text{NH}_3]^2}{[\text{N}_2][\text{H}_2]^3} = 6.0 \times 10^{-2}
\]
Dùmhlachd tùsail agus atharrachadh ann an dùmhlachd:
– [N₂] = 1.00 – x
– [H₂] = 3.00 – 3x
– [Neo-Àrainneachdail₃] = 2x

3. Cuir na luachan seo a-steach don cho-aontar cothromachaidh:
\[
6.0 × 10^{-2} = \frac{(2x)^2}{(1.00 – x)(3.00 – 3x)^3}
\]

4. Obraich a-mach luach x le bhith a’ cleachdadh deuchainn is mearachd no dòighean àireamhach eile gus an co-aontar fhuasgladh.

Às dèidh an àireamhachaidh, gheibh sinn x = 0.46. Mar sin:
– [N₂] = 1.00 – 0.46 = 0.54 mol/L
– [H₂] = 3.00 – 3(0.46) = 1.62 mol/L
– [Neo-Àrainneachdail₃] = 2(0.46) = 0.92 mol/L

Eisimpleir Ceist 2: Gnìomhachas searbhag sulfarach (Pròiseas Conaltraidh)

Ceist:
Anns a’ phròiseas conaltraidh, bidh tionndadh dà-ogsaid sulfair (SO₂) gu bhith na thri-ocsaid sulfair (SO₃) tron ​​ath-bhualadh:
[2SO_2(g) + O_2(g) Tharpoons 2SO_3(g)

Is e 350 an cunbhalachd cothromachaidh (Kc ₎ airson an ath-bhualadh seo aig 600 K. Ma tha 0.50 mol SO2, 0.25 mol O2, agus 0.10 mol SO3 anns an reactar _, obraich _a - _mach dùmhlachd nan co-phàirtean aig cothromachadh ann an tomhas-lìonaidh de 2.00 L.

Deasbad:
1. Obraich a-mach an dùmhlachd tùsail:
– [Mar sin₂]_abhall = 0.50 mol / 2.00 L = 0.25 M
– [O₂]_abhall = 0.25 mol / 2.00 L = 0.125 M
– [Mar sin₃]_abhall = 0.10 mol / 2.00 L = 0.05 M

2. Biodh x mar an t-atharrachadh ann an dùmhlachd SO.₃ a tha air a chruthachadh aig cothromachadh:
– [Mar sin₂]: 0.25 – x
– [O₂]: 0.125 – \(\frac{x}{2}\)
– [Mar sin₃]: 0.05 + x

3. Cuir a-steach don cho-aontar cothromachaidh:
\[
350 = \frac{(0.05 + x)^2}{(0.25 – x)^2 \cdot (0.125 – \frac{x}{2})}
\]

4. Le bhith a’ fuasgladh na co-aontar seo (a’ cleachdadh dòigh àireamhach no a’ cleachdadh àireamhair prògramaichte), gheibhear a-mach gu bheil x = 0.165. An uairsin:
– [Mar sin₂] = 0.25 – 0.165 = 0.085 M
– [O₂] = 0.125 – \(\frac{0.165}{2}\) = 0.0425 M
– [Mar sin₃] = 0.05 + 0.165 = 0.215 M

Eisimpleir Ceist 3: Riochdachadh Ethylbenzene

Ceist:
Ann an cinneasachadh ethylbenzene, thèid styrene a dhèanamh le bhith a’ dì-hydrogenachadh ethylbenzene (C₆H₅CH₂CH₃):
[ \text{C}_6\text{H}_5\text{CH}_2\text{CH}_3(g) \rightleftharpoons \text{C}_6\text{H}_5\text{CH=CH}_2(g) + \text{H}_2(g) \]

Ma tha an cunbhalachd cothromachaidh (Kc ₎ airson an ath-bhualadh seo aig 700 K 2.5, agus ma tha 1.0 mol de ethylbenzene ann an tomhas-lìonaidh de 1.0 L an toiseach, obraich a-mach an dùmhlachd aig cothromachadh.

Deasbad:
1. Obraich a-mach an dùmhlachd tùsail:
– [C₆H₅CH₂CH₃] = 1.0 M
– [C₆H₅CH=CH₂] = 0 M (oir cha deach a lobhadh)
– [H₂] = 0 M

2. Biodh x mar an t-atharrachadh ann an dùmhlachd C₆H₅CH=CH₂ a tha air a chruthachadh aig cothromachadh:
– [C₆H₅CH₂CH₃]: 1.0 – x
– [C₆H₅CH=CH₂]: x
– [H₂]: x

3. Cuir a-steach don cho-aontar cothromachaidh:
\[
2.5 = \frac{x \cdot x}{1.0 – x} = \frac{x^2}{1.0 – x}
\]

4. Le bhith a’ fuasgladh a’ cho-aontar cheàrnagach seo, gheibhear a-mach gu bheil x = 0.62. An uairsin:
– [C₆H₅CH₂CH₃] = 1.0 – 0.62 = 0.38 M
– [C₆H₅CH=CH₂] = 0.62 M
– [H₂] = 0.62 M

Anns na trì eisimpleirean seo, tha sinn air fhaicinn mar a tha bun-bheachd cothromachadh ceimigeach air a chur an sàs ann an diofar cho-theacsan gnìomhachais. Tha cothromachadh ceimigeach na phrionnsabal bunaiteach agus deatamach ann am pròiseasan gnìomhachais, oir faodaidh smachd mionaideach air cothromachadh ceimigeach èifeachdas cinneasachaidh agus càileachd toraidh a leasachadh. Leigidh tuigse mhionaideach air cothromachadh ceimigeach le innleadair no neach-dreuchd gnìomhachais pròiseasan a dhealbhadh agus obrachadh gu h-iomchaidh.