Ohatra amin'ny fanontaniana momba ny fifandanjana simika
Ny fifandanjana simika dia foto-kevitra manan-danja amin'ny simia izay mamaritra ny toetry ny fitoviana eo amin'ny tahan'ny fihetsika mandroso sy miverina amin'ny fihetsika simika. Amin'io toe-javatra io, ny fifantohan'ny zavatra mihetsika sy ny vokatra dia mijanona ho tsy miova. Ity lahatsoratra ity dia hanome ohatra olana maromaro sy ny vahaolana amin'izany mba hanampiana amin'ny fahatakarana ny foto-kevitry ny fifandanjana simika.
Hevitra fototra momba ny fifandanjana simika
Mitranga ny fifandanjana simika rehefa afaka mihetsika amin'ny fomba azo averina na amin'ny lafiny roa ny fihetsika simika. Azo aseho toy izao manaraka izao ny fihetsika azo averina:
\[ \text{aA} + \text{bB} \rightleftharpoons \text{cC} + \text{dD} \]
Aiza:
- A sy B dia ireo zavatra mihetsika,
- Vokatra ny C sy D,
– a, b, c, ary d no koefisienan'ny stoikiometrika an'ny akora tsirairay.
Rehefa tratra ny fifandanjana, ny tahan'ny fihetsika mandroso (mamokatra vokatra) dia mitovy amin'ny tahan'ny fihetsika mivadika (mamokatra zavatra mihetsika). Amin'izao fotoana izao, na dia mitohy mavitrika aza ny fihetsika, dia tsy miova ny fifantohan'ny akora rehetra.
Fifandanjana tsy miovaova (K)
Azo aseho toy izao ny tsy miovaovan'ny fifandanjana \(K_c\) ho an'ny fihetsika etsy ambony:
\[ K_c = \frac{{[\text{C}]^c [\text{D}]^d}}{{[\text{A}]^a [\text{B}]^b}} \]
Izay [X] no fifantohana molar an'ny akora X. Rehefa mampiasa tsindry ampahany amin'ny fifandanjan'ny entona, ny tsy miovaovan'ny fifandanjana dia aseho amin'ny hoe \(K_p\).
Ohatra amin'ny fanontaniana momba ny fifandanjana simika
Fanontaniana 1: Fihetseham-po amin'ny angon-drakitra momba ny fifantohana
Apetraka ao anaty fitoeran-javatra 1 litatra amin'ny mari-pana voafaritra ny habetsaky ny N₂ 1 sy ny H₂ 3. Toy izao ny fizotran'ny fihetsehana:
\[ \text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g) \]
Rehefa tratra ny fifandanjana dia hita ny 0,8 mol an'ny N₂. Kajio ny tsy miovaovan'ny fifandanjana \(K_c\).
Dinika:
1. Fantaro ny fiovan'ny fifantohana:
Amin'ny voalohany, ny isan'ny moles dia:
– \([\text{N}_2]_{voalohany} = 1 \, \text{mol/L}\]
– \([\text{H}_2]_{voalohany} = 3 \, \text{mol/L}\]
– \([\text{NH}_3]_{voalohany} = 0 \, \text{mol/L}\]
Amin'ny fifandanjana, ny isan'ny moles:
– \([\text{N}_2] = 0,8 \, \text{mol/L}\]
Fiovan'ny N₂ = 1 – 0,8 = 0,2 mol/L
2. Stoichiometria momba ny fiovana:
\[
N_2(g) + 3 H_2(g) 2 NH_3(g)
\]
Koa, fiovana ho an'ny H₂ sy NH₃:
– \([\text{H}_2] = 3 \cdot 0,2 = 0,6 \, \text{mol/L}\]
– \([\text{NH}_3] = 2 \cdot 0,2 = 0,4 \, \text{mol/L}\]
Fifandanjan'ny molekiola:
– \([\text{H}_2] = 3 – 0,6 = 2,4 \, \text{mol/L}\]
– \([\text{NH}_3] = 0 + 0,4 = 0,4 \, \text{mol/L}\]
3. Kajy \(K_c\):
\[
K_c = \frac{[\text{NH}_3]^2}{[\text{N}_2][\text{H}_2]^3}
\]
Soloy ireo soatoavina:
– \([NH_3] = 0,4 \, \text{mol/L}\]
– \([\text{N}_2] = 0,8 \, \text{mol/L}\]
– \([\text{H}_2] = 2,4 \, \text{mol/L}\]
\[
K_c = \frac{(0,4)^2}{(0,8)(2,4)^3}
\]
\[
= \frac{0,16}{0,8 \cdot 13,824}
\]
\[
= \frac{0,16}{11,0592}
eo amin'ny 0,0145 eo ho eo
\]
Fanontaniana 2: Fiantraikan'ny Fiovan'ny Fifantohana
Miova ho 2NO₂(g) ny habetsahan'ny N₂O₄(g) ao anaty fitoeran-javatra mihidy. Amin'ny mari-pana iray, ny tsy miovaovan'ny fifandanjana \(K_c\) dia 0,36. Raha 1,0 M ny fifantohana voalohany amin'ny N₂O₄(g) ary tsy misy NO₂(g) amin'ny voalohany, dia kajy ny fifantohana amin'ny NO₂(g) amin'ny fifandanjana.
Dinika:
1. Fampiasana ny Tabilao ICE:
\[
\begin{align}
Fihetseham-po: & \ \ \text{N}_2\text{O}_4(g) \rightleftharpoons 2\text{NO}_2(g) \\
\text{Voalohany:} & \ \ [\text{N}_2\text{O}_4]_{0} = 1.0 \, \text{M}, \ [\text{NO}_2]_{0} = 0 \\
\text{Fiovana:} & \ \ [\text{N}_2\text{O}_4]_{eq} = 1.0 – x, \ [\text{NO}_2]_{eq} = 2x \\
\end{align}
\]
2. Mifandray amin'ny \(K_c\):
\[
K_c = \frac{[\text{NO}_2]^2}{[\text{N}_2\text{O}_4]}
= \frac{(2x)^2}{1.0 – x}
= \frac{4x^2}{1 – x}
\]
3. Fantaro ny x:
\[
K_c = 0,36
\]
Koa, fanoloana:
\[
0,36 = \frac{4x^2}{1 – x}
\]
Ampitomboy amin'ny alalan'ny "cross ampitomboy":
\[
0,36(1 – x) = 4x^2
\]
\[
0,36 – 0,36x = 4x^2
\]
Afindrao amin'ny ilany iray ny rehetra:
\[
4x^2 + 0,36x – 0,36 = 0
\]
4. Famahana ny fitoviana efatra:
Ampiasao ny raikipohy quadratic:
\[
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 – 4ac}}{2a}
\]
Izay a = 4, b = 0,36 ary c = -0,36:
\[
x = \frac{-0,36 \pm \sqrt{(0,36)^2 – 4(4)(-0,36)}}{2(4)}
\]
\[
x = \frac{-0,36 \pm \sqrt{0,1296 + 5,76}}{8}
\]
\[
x = \frac{-0,36 \pm \sqrt{5,8896}}{8}
\]
Koa satria tsy mety ho ratsy ny fifantohana, dia mifidy ny faka tsara isika:
\[
x eo amin'ny 0,36 eo ho eo
\]
5. Fifantohana NO₂:
\[
[\text{NO}_2]_{eq} = 2x = 2 \cdot 0,36 = 0,72 \, \text{M}
\]
Famaranana
Ny fahatakarana ny fifandanjana simika dia zava-dehibe amin'ny faminaniana ny fomba fihetsiky ny rafitra simika amin'ny toe-javatra sasany. Amin'ny fampiharana sy fahatakarana lalina, dia afaka mamaha olana mifandraika amin'ity foto-kevitra ity isika, mamaritra ny toetry ny rafitra farany, ary mahatakatra ny dinamikan'ny fihetsika simika ao anaty rafitra mihidy. Ny fahafantarana sy ny fampiasana ny tsy miovaovan'ny fifandanjana (K_c) dia hanamora ny faminaniana ny fifantohan'ny karazana rehetra ao anaty rafitra iray amin'ny fifandanjana.
