Nimûneyên Pirsên ku Li Ser Hevsengiya Kîmyewî di Cîhana Pîşesaziyê de Diaxivin
Hevsengiya kîmyayî têgeheke girîng e di kîmyayê de û bi berfirehî di warên pîşesaziyê yên cûrbecûr de tê sepandin. Di reaksiyoneke kîmyayî de, hevsengî çêdibe dema ku rêjeya reaksiyona pêşverû wekhevî rêjeya reaksiyona berevajî be, da ku konsantrasyonên reaktant û hilberan bi demê re sabît bimînin. Gelek pîşesazî, wekî dermanxane, petrokîmyayî, û hilberandina xwarinê, ji bo baştirkirina hilberîn û karîgeriyê pir girîngiyê didin têgihîştin û kontrolkirina hevsengiya kîmyayî. Ev gotar dê çend mînakên pirsgirêkên têkildarî hevsengiya kîmyayî di çarçoveyek pîşesaziyê de û ka meriv çawa wan çareser dike nîqaş bike.
Nimûneya Pirsa 1: Pîşesaziya Amonyakê (Pêvajoya Haber-Bosch)
Pirs:
Pêvajoya Haber-Bosch amonyak (NH3) hildiberîne.3) ji nîtrojenê (N2) û hîdrojen (H2) Li gorî reaksiyonê:
\[ \text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g) \]
Di 500 K de, sabîta hevsengiyê (Kc ) ji bo vê reaksiyonê 6.0 x 10^-2 e. Ger em di reaktorek bi qebareya 1.00 L de bi 1.00 mol N2 û 3.00 mol H2 dest pê bikin , di hevsengiyê de konsantrasyona her pêkhateyê hesab bikin.
Nîqaş:
1. Guhertina di konsantrasyonê de ji bo her pêkhateyek di pergalê de diyar bikin.
\[ \text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g) \]
Bila x molên NH bin3 ku di hevsengiyê de çêdibe, wê hingê guherîna konsantrasyonê wiha ye:
- N2: -x mol/L
- H2: -3x mol/L
– NH3: +2x mol/L
2. Hevkêşeya hevsengiyê li gorî sabîta hevsengiyê (K) rêz bikec):
\[
K_c = \frac{[\text{NH}_3]^2}{[\text{N}_2][\text{H}_2]^3} = 6.0 \times 10^{-2}
\]
Têkeliya destpêkê û guhertina têkeliyê:
– [N2] = 1.00 – x
– [H2] = 3.00 – 3x
– [NH3] = 2x
3. Van nirxan têxin nav hevsengiya hevsengiyê:
\[
6.0 caran 10^{-2} = \frac{(2x)^2}{(1.00 – x)(3.00 – 3x)^3}
\]
4. Nirxa x-ê bi karanîna ceribandin û xeletiyê an rêbazên din ên hejmarî ji bo çareserkirina hevkêşeyê hesab bikin.
Piştî hesabkirinê, em x = 0.46 distînin. Ji ber vê yekê:
– [N2] = 1.00 - 0.46 = 0.54 mol/L
– [H2] = 3.00 - 3 (0.46) = 1.62 mol/L
– [NH3] = 2(0.46) = 0.92 mol/L
Nimûneya Pirsa 2: Pîşesaziya Asîda Sulfûrîk (Pêvajoya Têkiliyê)
Pirs:
Di pêvajoya têkiliyê de, veguherîna dîoksîda sulfur (SO2) vediguhere trîoksîda sulfur (SO3) bi rêya reaksiyonê:
\[ 2\text{SO}_2(g) + \text{O}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{SO}_3(g) \]
Sabîta hevsengiyê (Kc ) ji bo vê reaksiyonê di 600 K de 350 e. Ger reaktor 0.50 mol SO2, 0.25 mol O2, û 0.10 mol SO3 dihewîne , konsantrasyonên pêkhateyan di hevsengiyê de di qebareya 2.00 L de hesab bikin.
Nîqaş:
1. Têkeliya destpêkê diyar bike:
– [Ji ber vê yekê2]destpêk = 0.50 mol / 2.00 L = 0.25 M
– [O2]destpêk = 0.25 mol / 2.00 L = 0.125 M
– [Ji ber vê yekê3]destpêk = 0.10 mol / 2.00 L = 0.05 M
2. Bila x guherîna rêjeya SO2 be.3 ku di hevsengiyê de çêdibe:
– [Ji ber vê yekê2]: 0.25 – x
– [O2]: 0.125 – \(\frac{x}{2}\)
– [Ji ber vê yekê3]: 0.05 + x
3. Têxe nav hevkêşeya hevsengiyê:
\[
350 = \frac{(0.05 + x)^2}{(0.25 – x)^2 \cdot (0.125 – \frac{x}{2})}
\]
4. Bi çareserkirina vê hevkêşeyê (bi karanîna rêbazek hejmarî an jî bi karanîna hesabkerek bernamekirî), tê dîtin ku x = 0.165. Hingê:
– [Ji ber vê yekê2] = 0.25 – 0.165 = 0.085 M
– [O2] = 0.125 – \(\frac{0.165}{2}\) = 0.0425 M
– [Ji ber vê yekê3] = 0.05 + 0.165 = 0.215 M
Nimûneya Pirsa 3: Hilberîna Etîlbenzenê
Pirs:
Di hilberîna etîlbenzenê de, stîren bi dehîdrojenasyona etîlbenzenê (C6H5CH2CH3):
\[ \text{C}_6\text{H}_5\text{CH}_2\text{CH}_3(g) \rightleftharpoons \text{C}_6\text{H}_5\text{CH=CH}_2(g) + \text{H}_2(g) \]
Eger sabîta hevsengiyê (Kc ) ji bo vê reaksiyonê di 700 K de 2.5 be, û di destpêkê de 1.0 mol etîlbenzen di qebareya 1.0 L de hebe, konsantrasyona di hevsengiyê de hesab bikin.
Nîqaş:
1. Têkeliya destpêkê diyar bike:
– [C6H5CH2CH3] = 1.0 M
– [C6H5CH=CH2] = 0 M (ji ber ku nehatiye parçekirin)
– [H2] = 0 M
2. Bila x guherîna di konsantrasyona C de be6H5CH=CH2 ku di hevsengiyê de çêdibe:
– [C6H5CH2CH3]: 1.0 – x
– [C6H5CH=CH2]: x
– [H2]: x
3. Têxe nav hevkêşeya hevsengiyê:
\[
2.5 = \frac{x \cdot x}{1.0 – x} = \frac{x^2}{1.0 – x}
\]
4. Bi çareserkirina vê hevkêşeya çargoşeyî, tê dîtin ku x = 0.62. Hingê:
– [C6H5CH2CH3] = 1.0 – 0.62 = 0.38 M
– [C6H5CH=CH2] = 0.62 M
– [H2] = 0.62 M
Di van sê mînakan de, me dît ku têgeha hevsengiya kîmyewî çawa di çarçoveyên pîşesaziyê yên cûda de tê sepandin. Hevsengiya kîmyewî di pêvajoyên pîşesaziyê de prensîbek bingehîn û girîng e, ji ber ku kontrola rast a hevsengiya kîmyewî dikare karîgeriya hilberînê û kalîteya hilberê baştir bike. Têgihîştineke kûr a hevsengiya kîmyewî dihêle ku endezyarek an pratîsyenek pîşesaziyê pêvajoyan bi awayekî çêtirîn sêwirîne û bixebitîne.
