ගණනය කිරීම් වලදී සමතුලිත නියතයන් භාවිතා කිරීම පිළිබඳ සාකච්ඡා ප්‍රශ්න සඳහා උදාහරණය

ගණනය කිරීම් වලදී සමතුලිත නියතයන් භාවිතා කරන උදාහරණ ප්‍රශ්න සහ සාකච්ඡා

පෙන්ඩහුලුවන්

රසායන විද්‍යාව යනු ද්‍රව්‍ය සහ එම ද්‍රව්‍යවල සිදුවන වෙනස්කම් අධ්‍යයනය කිරීමයි. රසායන විද්‍යාවේ එක් වැදගත් සංකල්පයක් වන්නේ රසායනික සමතුලිතතාවයයි, එහිදී රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක් ඉදිරි ප්‍රතික්‍රියාවේ අනුපාතය ප්‍රතිලෝම ප්‍රතික්‍රියාවේ අනුපාතයට සමාන වන තත්වයකට ළඟා වේ. රසායනික සමතුලිතතාවයේ දී, ප්‍රතික්‍රියාකාරක සහ නිෂ්පාදනවල සාන්ද්‍රණයන් කාලයත් සමඟ වෙනස් නොවේ. මෙම සංකල්පය සමතුලිත නියතය (K) මගින් පාලනය වන අතර එය දී ඇති උෂ්ණත්වයකදී නියත අගයක් වන අතර ප්‍රතික්‍රියාවේ සංරචකවල සාන්ද්‍රණයන්ගෙන් ශුද්ධ වේ. ගණනය කිරීම් වලදී සමතුලිත නියතය භාවිතා කරන උදාහරණ සහ සාකච්ඡා මෙම ලිපියෙන් සාකච්ඡා කරනු ඇත.

සමතුලිතතා නියතය, K

සමතුලිතතා නියතය බොහෝ විට ප්‍රධාන ආකාර දෙකකින් ප්‍රකාශ වේ, එනම් Kc සහ Kp. Kc යනු මවුලික සාන්ද්‍රණය මත පදනම් වූ සමතුලිතතා නියතය වන අතර Kp යනු වායුවේ අර්ධ පීඩනය මත පදනම් වූ සමතුලිතතා නියතයයි.

Kc සූත්‍රය:
ප්‍රතික්‍රියාව සඳහා:
\[ aA + bB \වම්දකුණු ඊතලය cC + dD \]

සාන්ද්‍රණය මත පදනම් වූ සමතුලිතතා නියතය ලබා දෙන්නේ:
\[ Kc = \frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b} \]

Kp සූත්‍රය:
වායු ප්‍රතික්‍රියා සඳහා:
\[ aA(g) + bB(g) \වම්දකුණු ඊතලය cC(g) + dD(g) \]

අර්ධ පීඩන මත පදනම් වූ සමතුලිතතා නියතය ලබා දෙන්නේ:
\[ Kp = \frac{(P_C)^c (P_D)^d}{(P_A)^a (P_B)^b} \]

Kp සහ Kc අතර පහත සම්බන්ධතාවය ඇති බව දන්නා කරුණකි:
\[ Kp = Kc (RT)^{\ඩෙල්ටා n} \]
කොහෙද:
– \( R \) යනු වායු නියතය (0.0821 L atm K⁻¹ mol⁻¹),
– \( T \) යනු කෙල්වින් හි උෂ්ණත්වයයි,
– \( \ඩෙල්ටා n \) යනු වායුවේ මවුල ගණනෙහි වෙනසයි (c+dab).

නියැදි ප්‍රශ්න සහ සාකච්ඡා

උදාහරණ ප්‍රශ්නය 1: Kc ගණනය කිරීම

ප්‍රශ්නය: යම් උෂ්ණත්වයකදී, පහත ප්‍රතික්‍රියාව සඳහා සමතුලිතතා නියතය 4,0 වේ:
\[ 2NO_2 \leftrightarrow N_2O_4 \]
සමතුලිතතාවයේදී, \( [NO_2] \) හි සාන්ද්‍රණය 0,6 M නම්, එම සමතුලිතතාවයේදී \( [N_2O_4] \) හි සාන්ද්‍රණය ගණනය කරන්න.

සාකච්ඡාව:

එය දන්නවා:
– \( කේ.සී = 4,0 \)
– \( [නැත_2] = 0,6 එම් \)

මෙම ප්‍රතික්‍රියාව සඳහා සමතුලිතතා නියත සූත්‍රය වන්නේ:
\[ කේසී = \frac{[N_2O_4]}{[නො_2]^2} \]

දන්නා අගයන් ආදේශ කරන්න:
\[ 4,0 = \frac{[N_2O_4]}{(0,6)^2} \]

ඒ නිසා:
\[ 4,0 = \frac{[N_2O_4]}{0,36} \]
\[ [N_2O_4] = 4,0 \වරක් 0,36 \]
\[ [N_2O_4] = 1,44 \, එම් \]

මේ අනුව, සමතුලිතතාවයේදී \( [N_2O_4] \) හි සාන්ද්‍රණය 1,44 M වේ.

උදාහරණ ප්‍රශ්නය 2: Kc, Kp බවට පරිවර්තනය කිරීම

ප්‍රශ්නය: ප්‍රතික්‍රියාව අනුව:
\[ N_2(g) + 3H_2(g) \leftrightarrow 2NH_3(g) \]
500 K දී, සමතුලිතතා නියතය Kc 0,278 වේ. එම උෂ්ණත්වයේ දී ප්‍රතික්‍රියාව සඳහා Kp ගණනය කරන්න.

සාකච්ඡාව:

Kc සහ Kp අතර සම්බන්ධතාවය සමීකරණය මගින් ලබා දී ඇත:
\[ Kp = Kc (RT)^{\ඩෙල්ටා n} \]

එය දන්නවා:
– \( කේ.සී = 0,278 \)
– \( ආර් = 0.0821 \, එල් atm K^{-1} mol^{-1} \)
– \( ටී = 500 \, කේ \)
– \( \Delta n = (2 – (1 + 3)) = -2 \)

ඉතින්, අගයන් ආදේශ කිරීම:
\[ Kp = 0,278 \times (0.0821 \times 500)^{-2} \]
\[ Kp = 0.278 \times (41.05)^{-2} \]
\[ Kp = 0.278 \times (1 / 1683.0025) \]
\[ Kp = 0.278 \times 0.000594 \]
\[ කි.පි = 0.000165 \]

මේ අනුව, 500 K හි ප්‍රතික්‍රියාව සඳහා \( Kp \) 0.000165 වේ.

උදාහරණ 3: අර්ධ පීඩන ගණනය කිරීම් වලදී Kp භාවිතා කිරීම

ප්‍රශ්නය: පහත වායු ප්‍රතික්‍රියාව සඳහා:
\[ H_2(g) + I_2(g) \වම්දකුණු ඊතලය 2HI(g) \]
450 K හි Kp 50 වන බැවින්. \( P_{H_2} = P_{I_2} = 0,2 \, atm \) නම්, සමතුලිතතාවයේදී HI හි ආංශික පීඩනය ගණනය කරන්න.

සාකච්ඡාව:

එය දන්නවා:
– \( කි.පි = 50 \)
– \( P_{H_2} = 0,2 \, atm \)
– \( P_{I_2} = 0,2 \, atm \)

මෙම ප්‍රතික්‍රියාව සඳහා සමතුලිතතා නියත සූත්‍රය වන්නේ:
\[ Kp = \frac{(P_{HI})^2}{P_{H_2} \times P_{I_2}} \]

දන්නා අගයන් ආදේශ කරන්න:
\[ 50 = \frac{(P_{HI})^2}{0,2 \times 0,2} \]
\[ 50 = \frac{(P_{HI})^2}{0.04} \]

ඒ නිසා:
\[ (P_{HI})^2 = 50 \ගුණයක් 0,04 \]
\[ (P_{HI})^2 = 2 \]
\[ P_{HI} = \sqrt{2} \]
\[ P_{HI} \ආසන්න වශයෙන් 1,414 \, atm \]

මේ අනුව, සමතුලිතතාවයේදී HI හි අර්ධ පීඩනය atm 1,414 ක් පමණ වේ.

නිගමනය

සමතුලිතතා නියතයන් පිළිබඳ සංකල්පය අවබෝධ කර ගැනීම සහ රසායනික ගණනය කිරීම් වලදී ඒවා භාවිතා කිරීමට හැකිවීම උසස් රසායන විද්‍යාව හදාරන සිසුන්ට ඉතා වැදගත් වේ. මෙම ලිපියෙන් උදාහරණ ගැටළු කිහිපයක් සහ විවිධ තත්වයන් යටතේ සමතුලිතතා නියතයන් Kc සහ Kp භාවිතය පිළිබඳ පුළුල් සාකච්ඡාවක් සපයයි. මෙම ද්‍රව්‍යය පිළිබඳ ස්ථිර අවබෝධයක් රසායනික සමතුලිතතා ප්‍රතික්‍රියා සම්බන්ධ ගැටළු විසඳීමට පහසුකම් සපයයි.