Саволҳои намунавӣ ва муҳокимаи доимиҳои мувозинат
Пендахулуан
Дар ин мақола масъалаҳои марбут ба доимии мувозинат, ки мафҳуми муҳим дар химия аст, баррасӣ ва мисолҳо оварда мешаванд. Доимии мувозинат (K) параметрест, ки мавқеи мувозинатии реаксияи химиявиро дар шароити муайян тавсиф мекунад. K барои фаҳмидани он ки реаксия пеш аз расидан ба мувозинат то чӣ андоза пеш меравад, истифода мешавад. Вақте ки реаксия ба мувозинат мерасад, суръати реаксияҳои рост ва баръакс баробар аст, аз ин рӯ консентратсияҳои реактивҳо ва маҳсулот доимӣ боқӣ мемонанд. Ин мақола таъриф, формула ва мисолҳои масъалаҳоро дар бар мегирад, ки барои амиқтар фаҳмидани шумо дар бораи доимии мувозинат муфиданд.
Таърифи доимии мувозинат
Константаи мувозинат қиматест, ки таносуби консентратсияи маҳсулотро ба консентратсияи реактивҳо дар ҳолати мувозинат нишон медиҳад. Муодилаи умумии константаи мувозинат чунин аст:
\[ K_c = \frac{[\text{Product}]^\text{coefficient}}{[\text{Reagent}]^\text{coefficient}} \]
ки дар он \(K_c\) доимии мувозинат дар консентратсия (мол/л) аст, дар ҳоле ки маҳсулот ва реактивҳо консентратсияҳои моддаҳое мебошанд, ки дар реаксия дар ҳолати мувозинат иштирок мекунанд.
Формулаи доимии мувозинат
Барои аксуламалҳои умумӣ:
\[ aA + bB \leftrightarrow cC + dD \]
Формула барои доимии мувозинат чунин аст:
\[ K_c = \frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b} \]
Намунаҳои саволҳо ва муҳокима
Намунаи саволи 1:
Дар ҳарорати муайян реаксияҳои зерин дар ҳолати мувозинат қарор доранд:
\[ 2NO_2 (г) \тарафи чап N_2O_4 (г) \]
Маълум аст, ки дар ҳолати мувозинат консентратсияи \(NO_2\) 0,5 М ва консентратсияи \(N_2O_4\) 0,2 М аст. Барои ин реаксия доимии мувозинатро, \(K_c\), муайян кунед.
Муҳокима:
Бар асоси реаксияҳои додашуда:
\[ 2NO_2 (г) \тарафи чап N_2O_4 (г) \]
Формулаи доимии мувозинат барои ин реаксия чунин аст:
\[ K_c = \frac{[N_2O_4]}{[NO_2]^2} \]
Ворид кардани арзишҳои маълум:
\[ K_c = \frac{0,2}{(0,5)^2} = \frac{0,2}{0,25} = 0,8 \]
Пас, доимии мувозинат \(K_c = 0,8\) аст.
Намунаи саволи 2:
Дар аксуламали зерин:
\[ H_2 (g) + I_2 (g) \leftrightarrow 2HI (g) \]
Агар дар ҳолати мувозинат, консентратсияи √(H_2) 0,1 М, консентратсияи √(I_2) 0,1 М ва консентратсияи √(HI) 0,4 М бошад, барои ин реаксия доимии мувозинатро √(K_c) ҳисоб кунед.
Муҳокима:
Бар асоси реаксияҳои додашуда:
\[ H_2 (g) + I_2 (g) \leftrightarrow 2HI (g) \]
Формулаи доимии мувозинат барои ин реаксия чунин аст:
\[ K_c = \frac{[HI]^2}{[H_2][I_2]} \]
Ворид кардани арзишҳои маълум:
\[ K_c = \frac{(0,4)^2}{(0,1)(0,1)} = \frac{0,16}{0,01} = 16 \]
Пас, доимии мувозинат \(K_c = 16\) аст.
Намунаи саволи 3:
Дар ҳарорати муайян реаксияи зерин дар ҳолати мувозинат қарор дорад:
\[ 2SO_2 (g) + O_2 (g) \leftrightarrow 2SO_3 (g) \]
Агар дар ҳолати мувозинат, консентратсияи 0 (SO_2) 0,3 М, консентратсияи 0 (O_2) 0,2 М ва консентратсияи 0 (SO_3) 0,5 М бошад, барои ин реаксия доимии мувозинатро 0 (K_c) ҳисоб кунед.
Муҳокима:
Бар асоси реаксияҳои додашуда:
\[ 2SO_2 (g) + O_2 (g) \leftrightarrow 2SO_3 (g) \]
Формулаи доимии мувозинат барои ин реаксия чунин аст:
\[ K_c = \frac{[SO_3]^2}{[SO_2]^2[O_2]} \]
Ворид кардани арзишҳои маълум:
\[ K_c = \frac{(0,5)^2}{(0,3)^2(0,2)} = \frac{0,25}{0,09 \times 0,2} = \frac{0,25}{0,018} = 13.89 \]
Пас, доимии мувозинат \(K_c = 13,89\) аст.
Намунаи саволи 4:
Дар аксуламали зерин:
\[ N_2 (г) + 3H_2 (г) \тарафи чапи рост 2NH_3 (г) \]
Агар баръакс, консентратсияи \(N_2\) 0,3 М, консентратсияи \(H_2\) 0,4 М ва консентратсияи \(NH_3\) 1,2 М бошад, барои ин реаксия доимии мувозинат, \(K_c\)-ро ҳисоб кунед.
Муҳокима:
Бар асоси реаксияҳои додашуда:
\[ N_2 (г) + 3H_2 (г) \тарафи чапи рост 2NH_3 (г) \]
Формулаи доимии мувозинат барои ин реаксия чунин аст:
\[ K_c = \frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3} \]
Ворид кардани арзишҳои маълум:
\[ K_c = \frac{(1,2)^2}{(0,3)(0,4)^3} = \frac{1,44}{(0,3)(0,064)} = \frac{1,44}{0,0192} = 75 \]
Пас, доимии мувозинат \(K_c = 75\) аст.
Penutup
Константаи мувозинат як мафҳуми муҳим дар химия аст, ки ба мо дар фаҳмидани он ки чӣ гуна реаксияҳои кимиёвӣ ба мувозинат мерасанд ва чӣ гуна консентратсияҳои реактивҳо ва маҳсулот ба мавқеи мувозинат таъсир мерасонанд, кӯмак мекунад. Бо дарки мисолҳо ва муҳокимаҳои дар боло овардашуда, умедворем, ки хонандагон тасаввуроти равшантаре хоҳанд дошт ва метавонанд масъалаҳои марбут ба константаи мувозинатро бо эътимоди бештар ҳал кунанд.
Донистани доимии мувозинат на танҳо аз ҷиҳати назариявӣ, балки дар татбиқи амалӣ дар соҳаҳои гуногун, аз қабили саноати кимиё, дорусозӣ ва таҳқиқоти илмӣ низ муфид аст. Аз ин рӯ, фаҳмиши хуби ин мафҳум барои ҳар касе, ки бо реаксияҳои кимиёвӣ омӯзад ё кор мекунад, муҳим аст.
