Fa'ata'ita'iga o fesili e talanoaina ai le Paleni Fa'akemikolo i le Lalolagi Fa'apisinisi

Fesili Fa'ata'ita'i e Talanoaina ai le Paleni Fa'akemikolo i le Lalolagi Fa'apisinisi

O le paleni fa'akemikolo o se manatu taua tele i le kemisi ma e lautele lona fa'aaogaina i vaega eseese o pisinisi. I se tali fa'akemikolo, e tupu le paleni pe a tutusa le fua faatatau o le tali i luma ma le fua faatatau o le tali i tua, ina ia tumau pea le maualuga o mea e tali atu ai ma oloa i le aluga o taimi. O le tele o pisinisi, e pei o vaila'au, petrochemicals, ma le gaosiga o mea'ai, e fa'alagolago tele i le malamalama ma le puleaina o le paleni fa'akemikolo e fa'aleleia atili ai le gaosiga ma le lelei. O lenei tusiga o le a talanoaina ai ni fa'ata'ita'iga o fa'afitauli e feso'ota'i ma le paleni fa'akemikolo i se tulaga fa'akemikolo ma le auala e foia ai.

Fa'ata'ita'iga Fesili 1: Alamanuia Ammonia (Faiga Haber-Bosch)

Fesili:
O le faiga o le Haber-Bosch e maua ai le ammonia (NH₃) mai le naitorosene (N₂) ma le haitorosene (H₂) e tusa ai ma le tali atu:
\[ \text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g) \]

I le 500 K, o le tulaga paleni (K _c ) mo lenei tali atu e 6.0 x 10^-2. Afai tatou te amata i le 1.00 mol N ₂ ma le 3.00 mol H ₂ i totonu o se reactor e 1.00 L le voluma, fuafua le malosi o vaega taʻitasi i le tulaga paleni.

Talanoaga:
1. Fuafua le suiga i le malosi o vaega taʻitasi i totonu o le faiga.
\[ \text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g) \]
Ia avea le x ma mole o le NH₃ lea e fausia i le paleni, o lona uiga o le suiga i le malosi e faapenei:
- Le₂: -x mol/L
- H₂: -3x mol/L
– NH₃: +2x mol/L

2. Fa'atulaga le fua fa'atatau o le paleni e fa'atatau i le tumau o le paleni (K_c):
\[
K_c = \frac{[\text{NH}_3]^2}{[\text{N}_2][\text{H}_2]^3} = 6.0 \times 10^{-2}
\]
Uluai le malosi ma le suiga i le malosi:
– [N]₂] = 1.00 – x
– [H]₂] = 3.00 – 3x
– [NH]₃] = 2x

3. Fa'apipi'i nei tau i totonu o le fua fa'atatau paleni:
\[
6.0 \times 10^{-2} = \frac{(2x)^2}{(1.00 – x)(3.00 – 3x)^3}
\]

4. Fuafua le tau o le x e faʻaaoga ai le faʻataʻitaʻiga ma le sese poʻo isi metotia faʻafuainumera e foʻia ai le fuafuaga.

A maeʻa le faʻatusatusaga, tatou te maua le x = 0.46. O lea la:
– [N]₂] = 1.00 – 0.46 = 0.54 mol/L
– [H]₂] = 3.00 – 3(0.46) = 1.62 mol/L
– [NH]₃] = 2(0.46) = 0.92 mol/L

Fa'ata'ita'iga Fesili 2: Alamanuia o le Sulfuric Acid (Faiga Fa'afeso'ota'i)

Fesili:
I le faagasologa o le fesootaʻiga, o le liua o le sulfur dioxide (SO₂) i le sulfur trioxide (SO₃) e ala i le tali atu:
\[ 2\text{SO}_2(g) + \text{O}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{SO}_3(g) \]

O le tulaga paleni (K _c ) mo lenei tali atu i le 600 K e 350. Afai o lo'o iai i le reactor le 0.50 mol SO ₂ , 0.25 mol O ₂ , ma le 0.10 mol SO ₃ , fuafua le maualuga o vaega i le paleni i se voluma e 2.00 L.

Talanoaga:
1. Fuafua le malosi muamua:
– [O lea la₂]_amataga = 0.50 mol / 2.00 L = 0.25 M
– [O₂]_amataga = 0.25 mol / 2.00 L = 0.125 M
– [O lea la₃]_amataga = 0.10 mol / 2.00 L = 0.05 M

2. Ia avea le x ma suiga i le malosi o le SO4.₃ lea e fausia i le paleni:
– [O lea la₂]: 0.25 – x
– [O₂]: 0.125 – \(\frac{x}{2}\)
– [O lea la₃]: 0.05 + x

3. Fa'apipi'i i totonu o le fua fa'atatau paleni:
\[
350 = \frac{(0.05 + x)^2}{(0.25 – x)^2 \cdot (0.125 – \frac{x}{2})}
\]

4. I le foia o lenei fua fa'atatau (fa'aaoga se metotia fa'afuainumera po'o le fa'aaogaina o se calculator e mafai ona fa'apolokalameina), ua maua ai o le x = 0.165. Ona:
– [O lea la₂] = 0.25 – 0.165 = 0.085 M
– [O₂] = 0.125 – \(\frac{0.165}{2}\) = 0.0425 M
– [O lea la₃] = 0.05 + 0.165 = 0.215 M

Fa'ata'ita'iga Fesili 3: Gaosiga o le Ethylbenzene

Fesili:
I le gaosiga o le ethylbenzene, e gaosia le styrene e ala i le dehydrogenation o le ethylbenzene (C₆H₅CH₂CH₃):
\[ \text{C}_6\text{H}_5\text{CH}_2\text{CH}_3(g) \rightleftharpoons \text{C}_6\text{H}_5\text{CH=CH}_2(g) + \text{H}_2(g) \]

Afai o le tumau paleni (K _c ) mo lenei tali atu i le 700 K e 2.5, ma e iai muamua le 1.0 mol o le ethylbenzene i le voluma e 1.0 L, fuafua le maualuga i le paleni.

Talanoaga:
1. Fuafua le malosi muamua:
– [C]₆H₅CH₂CH₃] = 1.0 M
– [C]₆H₅CH=CH₂] = 0 M (auā e leʻi pala)
– [H]₂] = 0 M

2. Ia avea le x ma suiga i le malosi o le C₆H₅CH=CH₂ lea e fausia i le paleni:
– [C]₆H₅CH₂CH₃]: 1.0 – x
– [C]₆H₅CH=CH₂]: x
– [H]₂]: x

3. Fa'apipi'i i totonu o le fua fa'atatau paleni:
\[
2.5 = \frac{x \cdot x}{1.0 – x} = \frac{x^2}{1.0 – x}
\]

4. I le foia o lenei fua fa'atatau fa'atafafā, ua maua ai o le x = 0.62. Ona:
– [C]₆H₅CH₂CH₃] = 1.0 – 0.62 = 0.38 M
– [C]₆H₅CH=CH₂] = 0.62 M
– [H]₂] = 0.62 M

I nei faʻataʻitaʻiga e tolu, ua tatou vaʻaia ai le faʻaaogaina o le manatu o le paleni faʻakemikolo i tulaga eseese o pisinisi. O le paleni faʻakemikolo o se mataupu faavae taua ma taua i faiga faʻakemikolo, aua o le puleaina saʻo o le paleni faʻakemikolo e mafai ona faʻaleleia atili ai le lelei o le gaosiga ma le lelei o oloa. O se malamalamaga maeʻaeʻa i le paleni faʻakemikolo e mafai ai e se inisinia poʻo se tagata faʻapitoa i pisinisi ona mamanuina ma faʻatino faiga i se auala sili ona lelei.