ឧទាហរណ៍សំណួរ និងការពិភាក្សាអំពីលំនឹងក្នុងដំណោះស្រាយ
Pendahuluan
លំនឹងគីមីគឺជាគោលគំនិតជាមូលដ្ឋានមួយនៅក្នុងគីមីវិទ្យា ដែលមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការយល់ដឹងអំពីប្រតិកម្មគីមី។ លំនឹងក្នុងដំណោះស្រាយគឺជាស្ថានភាពមួយដែលប្រតិកម្មផ្ទុយគ្នាពីរ ឬច្រើនកើតឡើងក្នុងអត្រាដូចគ្នា ដូច្នេះកំហាប់នៃសារធាតុប្រតិកម្ម និងផលិតផលនៅតែថេរតាមពេលវេលា។ នៅក្នុងអត្ថបទនេះ យើងនឹងពិភាក្សាអំពីឧទាហរណ៍ជាច្រើននៃលំនឹងក្នុងដំណោះស្រាយ និងពិភាក្សាអំពីពួកវាឱ្យបានលម្អិត។ យើងសង្ឃឹមថាអត្ថបទនេះនឹងជួយអ្នកឱ្យយល់កាន់តែស៊ីជម្រៅអំពីទ្រឹស្តីនៃលំនឹងគីមី។
គោលគំនិតជាមូលដ្ឋាននៃលំនឹងគីមី
មុននឹងចូលទៅក្នុងសំណួរ និងការពិភាក្សាឧទាហរណ៍ វាជាការសំខាន់ណាស់ក្នុងការយល់ដឹងអំពីគោលគំនិតជាមូលដ្ឋានមួយចំនួននៃលំនឹងគីមី៖
១. លំនឹងថាមវន្ត៖ នៅក្នុងស្ថានភាពលំនឹង ប្រតិកម្មមិនឈប់ទេ ប៉ុន្តែប្រតិកម្មទៅមុខ និងប្រតិកម្មបញ្ច្រាសកើតឡើងក្នុងអត្រាដូចគ្នា។
២. ថេរលំនឹង (K)៖ ប្រើដើម្បីចង្អុលបង្ហាញពីវិសាលភាពដែលប្រតិកម្មឈានដល់លំនឹង។ រូបមន្តទូទៅសម្រាប់ថេរលំនឹងគឺ៖
\[ K = \frac{{[ផលិតផល]}}{[សារធាតុប្រតិកម្ម]} \]
៣. ច្បាប់នៃសកម្មភាពម៉ាស៖ កំហាប់នៃសារធាតុនីមួយៗនៅក្នុងប្រតិកម្មត្រូវបានបង្ហាញជាទម្រង់អិចស្ប៉ូណង់ស្យែលយោងទៅតាមមេគុណនៅក្នុងសមីការគីមី។
សំណួរគំរូ និងការពិភាក្សា
ឧទាហរណ៍សំណួរទី 1
សំណួរ៖
សមីការប្រតិកម្មលំនឹងត្រូវបានគេស្គាល់ដូចខាងក្រោម៖
\[ N_2O_4 (g) \leftrightarrow 2NO_2 (g) \]
នៅសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយ កំហាប់លំនឹងនៃ \(N_2O_4\) គឺ 0.10 M និង \(NO_2\) គឺ 0.20 M។ គណនាតម្លៃនៃថេរលំនឹង \(K_c\) សម្រាប់ប្រតិកម្ម។
ការពិភាក្សា៖
សមីការសម្រាប់ថេរលំនឹង \(K_c\) គឺ៖
\[ K_c = \frac{{[NO_2]^2}}{[N_2O_4]} \]
ដោតតម្លៃកំហាប់ទៅក្នុងសមីការ៖
\[ K_c = \frac{{(0.20)^2}}{0.10} \]
\[ K_c = \frac{{0.04}}{0.10} = 0.40 \]
ដូច្នេះតម្លៃនៃ \(K_c\) សម្រាប់ប្រតិកម្មគឺ 0.40។
ឧទាហរណ៍សំណួរទី 2
សំណួរ៖
នៅក្នុងធុងបិទជិតមួយ ឧស្ម័ន \(PCl_5\) រលួយទៅជា \(PCl_3\) និង \(Cl_2\) យោងទៅតាមសមីការ៖
\[ PCl_5 (g) \leftrightarrow PCl_3 (g) + Cl_2 (g) \]
ប្រសិនបើថេរលំនឹង \(K_c\) នៅសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយគឺ 0.200 ហើយនៅលំនឹង កំហាប់នៃ \(PCl_5\) គឺ 1.00 M សូមគណនាកំហាប់នៃ \(PCl_3\) និង \(Cl_2\) នៅលំនឹង។
ការពិភាក្សា៖
ឧបមាថាកំហាប់នៃ \(PCl_3\) និង \(Cl_2\) នៅលំនឹងគឺ x M។ ដោយផ្អែកលើសមីការប្រតិកម្ម កំហាប់នៃ \(PCl_5\) ក៏ថយចុះ x M ដែរ។
ដូច្នេះសមីការលំនឹងអាចត្រូវបានសរសេរដូចខាងក្រោម៖
\[ K_c = \frac{{[PCl_3][Cl_2]}}{[PCl_5]} \]
ជំនួសតម្លៃនៃ \(K_c\) និងកំហាប់នៃ \(PCl_5\)៖
\[ ០.២០០ = \frac{{x^២}}{(១.០០ – x)} \]
ការដោះស្រាយសមីការការ៉េ៖
\[ ០.២០០ = \frac{{x^២}}{(១.០០ – x)} \]
\[ ០.២០០ (១.០០ – x) = x^២ \]
\[ ០.២០០ – ០.២០០x = x^២ \]
\[ x^2 + 0.200x – 0.200 = 0 \]
ដំណោះស្រាយចំពោះសមីការការ៉េនេះគឺ x = 0.332 ឬ x = -0.532 (ដំណោះស្រាយអវិជ្ជមានគឺមិនពាក់ព័ន្ធទេ ព្រោះកំហាប់មិនអាចអវិជ្ជមានបានទេ)។
ដូច្នេះកំហាប់នៃ \(PCl_3\) និង \(Cl_2\) នៅពេលមានលំនឹងគឺ 0.332 M។
ឧទាហរណ៍សំណួរទី 3
សំណួរ៖
នៅក្នុងដំណោះស្រាយ អ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូស៊ីត (OH^-)) អាចមានប្រតិកម្មជាមួយអ៊ីយ៉ុងអាម៉ូញ៉ូម (NH_4^+) ដើម្បីបង្កើតជាទឹក (H_2O_) និងអាម៉ូញាក់ (NH_3_)។ សមីការប្រតិកម្មគឺ៖
\[ NH_4^+ (aq) + OH^- (aq) \leftrightarrow H_2O (l) + NH_3 (aq) \]
ប្រសិនបើថេរលំនឹង (K_c_)) ត្រូវបានកំណត់ទៅ 1.8 x 10^5 នៅសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយ ហើយកំហាប់ដំបូងនៃ ∑(NH_4^+_) និង ∑(OH^-_) គឺ 0.10 M និង 0.15 M រៀងគ្នា សូមគណនាកំហាប់នៃ ∑(NH_3_) នៅពេលដែលលំនឹងត្រូវបានឈានដល់។
ការពិភាក្សា៖
សរសេរសមីការលំនឹង៖
\[ K_c = \frac{{[NH_3]}}{[NH_4^+][OH^-]} \]
ឧបមាថា x ជាកំហាប់នៃ \(NH_3\) ដែលបង្កើតឡើងនៅពេលមានលំនឹង បន្ទាប់មកកំហាប់នៃ \(NH_4^+\) និង \(OH^-\) ថយចុះជាមួយ x នីមួយៗ។
\[ K_c = \frac{{x}}{(0.10 – x)(0.15 – x)} \]
ជំនួសតម្លៃនៃ \(K_c\):
\[ 1.8 \គុណ 10^5 = \frac{{x}}{(0.10 – x)(0.15 – x)} \]
សន្មតថា x មានទំហំតូចណាស់បើប្រៀបធៀបទៅនឹង 0.10 និង 0.15 ដូច្នេះ \( 0.10 – x \approx 0.10 \) និង \( 0.15 – x \approx 0.15 \)៖
\[ ១.៨គុណ ១០^៥ = \frac{{x}}{(០.១០)(០.១៥)} \]
x = 1.8 x 10^5 x (0.10) x (0.15)
\[ x = 2.7 \]
ដូច្នេះកំហាប់នៃ \(NH3\) នៅពេលមានលំនឹងត្រូវបានប៉ាន់ប្រមាណថាមាន 2.7 M។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
ពីការពិភាក្សាខាងលើ អាចសន្និដ្ឋានបានថា ការយល់ដឹងអំពីគោលគំនិតនៃលំនឹងគីមីគឺមានសារៈសំខាន់ណាស់សម្រាប់ការដោះស្រាយបញ្ហាផ្សេងៗដែលទាក់ទងនឹងលំនឹងក្នុងដំណោះស្រាយ។ ដោយប្រើច្បាប់នៃសកម្មភាពម៉ាស់ និងថេរលំនឹង យើងអាចគណនាកំហាប់នៃប្រភេទផ្សេងៗនៅក្នុងប្រតិកម្មនៅពេលដែលលំនឹងត្រូវបានឈានដល់។ អត្ថបទនេះគ្រាន់តែប៉ះលើឧទាហរណ៍ជាមូលដ្ឋានមួយចំនួនប៉ុណ្ណោះ។ នៅក្នុងការអនុវត្ត ការគណនាលំនឹងគីមីអាចមានភាពស្មុគស្មាញជាងនេះទៅទៀត ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងកត្តាដូចជាសីតុណ្ហភាព សម្ពាធ និងសកម្មភាពអ៊ីយ៉ុងក្នុងដំណោះស្រាយ។
