Fa'ata'ita'iga o Fesili e Talanoaina ai le Paleni Fa'akemikolo
O le paleni fa'akemikolo o se manatu taua i le kemisi e fa'amatalaina ai se tulaga e tutusa ai le fua faatatau o tali i luma ma tua i se tali fa'akemikolo. I lalo o lenei tulaga, e tumau pea le maualuga o mea e tali atu ai ma oloa. O lenei tusiga o le a tu'uina atu ai ni fa'ata'ita'iga o fa'afitauli ma a latou fofo e fesoasoani e malamalama ai i le manatu o le paleni fa'akemikolo.
Manatu Fa'avae o le Paleni Fa'akemikolo
E tupu le paleni fa'akemikolo pe a mafai e se tali fa'akemikolo ona fa'agasolo i se auala e fesuia'i ai pe i itu uma e lua. E mafai ona fa'atusalia se tali e fesuia'i e pei ona taua i lalo:
\[ \text{aA} + \text{bB} \rightleftharpoons \text{cC} + \text{dD} \]
O fea:
– O A ma le B o ni mea e tali atu ai,
– O oloa C ma le D,
– a, b, c, ma le d o fua fa'atatau stoichiometric o mea ta'itasi.
A oʻo ina oʻo i le paleni, o le fua faatatau o le tali atu i luma (gaosia o oloa) e tutusa ma le fua faatatau o le tali atu i tua (gaosia o mea e tali atu ai). I le taimi nei, e ui lava ina faʻaauau pea le tali atu i se tulaga faʻasolosolo, ae o le tele o mea uma e tumau pea e le suia.
Fa'amautu o le Paleni (K)
E mafai ona fa'aalia le tumau paleni \(K_c\) mo le tali atu o lo'o i luga e pei ona taua i lalo:
\[ K_c = \frac{{[\text{C}]^c [\text{D}]^d}}{{[\text{A}]^a [\text{B}]^b}} \]
O fea [X] o le molar concentration o le vailaʻau X. Pe a faʻaaogaina le partial pressures i le equilibrium gas, o le equilibrium constant e faʻaalia o le \(K_p\).
Fesili Fa'ata'ita'i o le Paleni Fa'akemikolo
Fesili 1: Tali atu i Faʻamaumauga o le Faʻaputuga
O se aofaʻiga o le 1 mole o le N₂ ma le 3 mole o le H₂ e tuʻu i totonu o se pusa e 1-lita i se vevela patino. O le a faʻagasolo le tali atu e pei ona taua i lalo:
\[ \text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g) \]
A maeʻa ona oʻo i le paleni, e maua le 0,8 mol o le N₂. Fuafua le tumau paleni \(K_c\).
Talanoaga:
1. Fuafua le suiga i le malosi:
I le taimi muamua, o le numera o mole e:
– \([\text{N}_2]_{initial} = 1 \, \text{mol/L}\]
– \([\text{H}_2]_{initial} = 3 \, \text{mol/L}\]
– \([\text{NH}_3]_{initial} = 0 \, \text{mol/L}\]
I le paleni, o le aofaʻi o moles:
– \([\text{N}_2] = 0,8 \, \text{mol/L}\]
Suiga i le N₂ = 1 – 0,8 = 0,2 mol/L
2. Stoichiometry o suiga:
\[
\text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g)
\]
O lea la, o suiga mo le H₂ ma le 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}\]
Paleni o le mole:
– \([\text{H}_2] = 3 – 0,6 = 2,4 \, \text{mol/L}\]
– \([\text{NH}_3] = 0 + 0,4 = 0,4 \, \text{mol/L}\]
3. Fuafua le \(K_c\):
\[
K_c = \frac{[\text{NH}_3]^2}{[\text{N}_2][\text{H}_2]^3}
\]
Suitulaga ia tau:
– \([\text{NH}_3] = 0,4 \, \text{mol/L}\]
– \([\text{N}_2] = 0,8 \, \text{mol/L}\]
– \([\text{H}_2] = 2,4 \, \text{mol/L}\]
\[
K_c = \frac{(0,4)^2}{(0,8)(2,4)^3}
\]
\[
= \frac{0,16}{0,8 \cdot 13,824}
\]
\[
= \frac{0,16}{11,0592}
e tusa ma le 0,0145
\]
Fesili 2: Aafiaga o Suiga i le Taula’i
O se aofaʻiga o le N₂O₄(g) e pala i le 2NO₂(g) i totonu o se pusa tapuni. I se vevela patino, o le tulaga paleni \(K_c\) e 0,36. Afai o le maualuga muamua o le N₂O₄(g) e 1,0 M ma e leai se NO₂(g) i le amataga, fuafua le maualuga o le NO₂(g) i le tulaga paleni.
Talanoaga:
1. Faaaogaina o le ICE Table:
\[
\begin{align}
\text{Tali:} & \ \ \text{N}_2\text{O}_4(g) \rightleftharpoons 2\text{NO}_2(g) \\
\text{Amataga:} & \ \ [\text{N}_2\text{O}_4]_{0} = 1.0 \, \text{M}, \ [\text{NO}_2]_{0} = 0 \\
\text{Suiga:} & \ \ [\text{N}_2\text{O}_4]_{eq} = 1.0 – x, \ [\text{NO}_2]_{eq} = 2x \\
\end{align}
\]
2. Feso'ota'i ma \(K_c\):
\[
K_c = \frac{[\text{NO}_2]^2}{[\text{N}_2\text{O}_4]}
= \frac{(2x)^2}{1.0 – x}
= \frac{4x^2}{1 – x}
\]
3. Fuafua le x:
\[
K_c = 0,36
\]
O lea la, o le suiga:
\[
0,36 = \frac{4x^2}{1 – x}
\]
Fa'ateleina le koluse:
\[
0,36(1 – x) = 4x^2
\]
\[
0,36 – 0,36x = 4x^2
\]
Fa'ase'e uma i le tasi itu:
\[
4x^2 + 0,36x – 0,36 = 0
\]
4. Foia o Fa'atusatusaga Fa'atafafā:
Faaaoga le fua fa'atatau fa'atafafā:
\[
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 – 4ac}}{2a}
\]
Afai o le a = 4, b = 0,36 ma le c = -0,36:
\[
x = \frac{-0,36 \pm \sqrt{(0,36)^2 – 4(4)(-0,36)}}{2(4)}
\]
\[
x = \frac{-0,36 \pm \sqrt{0,1296 + 5,76}}{8}
\]
\[
x = \frac{-0,36 \pm \sqrt{5,8896}}{8}
\]
Talu ai e le mafai ona leaga le faʻatusatusaga, matou te filifilia le aʻa lelei:
\[
x \pe tusa ma le 0,36
\]
5. Fa'aputuga o le NO₂:
\[
[\text{NO}_2]_{eq} = 2x = 2 \cdot 0,36 = 0,72 \, \text{M}
\]
I'uga
O le malamalama i le paleni fa'akemikolo e taua tele i le vavaloina o le auala o le a tali atu ai se faiga fa'akemikolo i lalo o nisi o tulaga. Faatasi ai ma le fa'atinoina ma le malamalama atoatoa, e mafai ona tatou foia fa'afitauli e aofia ai lenei manatu, fa'amatalaina le tulaga mulimuli o se faiga, ma malamalama i le fa'agasologa o tali fa'akemikolo i totonu o se faiga tapuni. O le iloaina ma le fa'aaogaina o le tumau paleni \(K_c\) o le a fa'afaigofie ai ona vavaloina le tele o ituaiga uma i totonu o se faiga i le paleni.
