בייַשפּיל פֿראַגן און דיסקוסיעס ניצן גלייכגעוויכט קאָנסטאַנטן אין קאַלקולאַציעס
הקדמה
כעמיע איז די שטודיע פון סובסטאנצן און די ענדערונגען וואס פאסירן אין יענע סובסטאנצן. איין וויכטיגע קאנצעפט אין כעמיע איז כעמישער גלייכגעוויכט, וואו א כעמישע רעאקציע דערגרייכט א צושטאנד וואו די ראטע פון דער פארווערטס רעאקציע איז גלייך צו דער ראטע פון דער פארקערטער רעאקציע. אין כעמישער גלייכגעוויכט, טוישן זיך די קאנצענטראציעס פון רעאקטאנטן און פראדוקטן נישט מיט דער צייט. דער קאנצעפט ווערט געהאנדלט דורך דער גלייכגעוויכט קאנסטאנט (K), וואס איז א קאנסטאנטע ווערט ביי א געגעבענער טעמפעראטור און איז נעץ פון די קאנצענטראציעס פון די קאמפאנענטן אין דער רעאקציע. דער ארטיקל וועט דיסקוטירן ביישפילן און דיסקוסיעס ניצנדיק די גלייכגעוויכט קאנסטאנט אין חשבונות.
גלייכגעוויכט קאָנסטאַנט, K
די גלייכגעוויכט קאנסטאנט ווערט אָפט אויסגעדריקט אין צוויי הויפּט פֿאָרמען, נעמלעך Kc און Kp. Kc איז די גלייכגעוויכט קאנסטאנט באַזירט אויף מאָלאַרער קאָנצענטראַציע, בשעת Kp איז די גלייכגעוויכט קאנסטאנט באַזירט אויף טיילווייזן דרוק פֿון גאַז.
קק פאָרמולע:
פֿאַר רעאַקציע:
\[ aA + bB \leftrighterrow cC + dD \]
די גלייכגעוויכט קאָנסטאַנט באַזירט אויף קאָנצענטראַציע ווערט געגעבן דורך:
\[ Kc = \frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b} \]
קפּ פֿאָרמולע:
פֿאַר גאַז רעאַקציעס:
\[ aA(g) + bB(g) \leftrightarrow cC(g) + dD(g) \]
די גלייכגעוויכט קאָנסטאַנט באַזירט אויף טיילווייזע דרוק ווערט געגעבן דורך:
\[ קפּ = \frac{(P_C)^c (P_D)^d}{(P_A)^a (P_B)^b} \]
עס איז באַקאַנט אַז צווישן Kp און Kc איז דאָ די פאלגענדע באַציִונג:
\[ Kp = Kc (RT)^{\Delta n} \]
די מאנא:
– \(R \) איז די גאַז קאָנסטאַנט (0.0821 ל אַטם K⁻¹ מאָל⁻¹),
– \(T \) איז די טעמפּעראַטור אין קעלווין,
– \(Δn \) איז די ענדערונג אין דער צאָל מאָלן גאַז (c+dab).
בייַשפּיל פֿראַגן און דיסקוסיע
בייַשפּיל קשיא 1: קאַלקולאַציע פון Kc
פראגע: ביי א געוויסער טעמפעראטור, איז די גלייכגעוויכט קאנסטאנט פאר דער פאלגנדער רעאקציע 4,0:
\[2NO_2 \leftrightarrow N_2O_4 \]
אויב ביי גלייכגעוויכט, איז די קאנצענטראציע פון \([NO_2] \) 0,6 M, רעכנט אויס די קאנצענטראציע פון \([N_2O_4] \) ביי יענעם גלייכגעוויכט.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
עס איז באַקאַנט:
– \( Kc = 4,0 \)
– \( [NO_2] = 0,6 M \)
די גלייכגעוויכט קאָנסטאַנטע פֿאָרמולע פֿאַר דעם רעאַקציע איז:
\[ Kc = \frac{[N_2O_4]}{[NO_2]^2} \]
פאַרבייַטן באַקאַנטע ווערטן:
\[ 4,0 = \frac{[N_2O_4]}{(0,6)^2} \]
אַזוי:
\[ 4,0 = \frac{[N_2O_4]}{0,36} \]
\[ [N_2O_4] = 4,0 \מאל 0,36 \]
\[ [N_2O_4] = 1,44 \, M \]
אזוי, די קאנצענטראציע פון \( [N_2O_4] \) ביי גלייכגעוויכט איז 1,44 M.
בייַשפּיל קשיא 2: קאָנווערטירן Kc צו Kp
פראגע: געגעבן די רעאקציע:
\[ נ_2 (ג) + 3 ה_2 (ג) \ לינקס רעכט arrow 2NH_3 (ג) \]
ביי 500 ק, איז די גלייכגעוויכט קאנסטאנטע ק"ק 0,278. רעכנט אויס ק"ק פאר דער רעאקציע ביי יענער טעמפעראטור.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
די באַציִונג צווישן Kc און Kp ווערט געגעבן דורך דער גלייכונג:
\[ Kp = Kc (RT)^{\Delta n} \]
עס איז באַקאַנט:
– \( Kc = 0,278 \)
– \( R = 0.0821 \, L atm K^{-1} mol^{-1} \)
– \( ט = 500 \, ק \)
- \( \ דעלטאַ ן = (2 - (1 + 3)) = -2 \)
אַזוי, סאַבסטיטוציע פון ווערטן:
\[ Kp = 0,278 מאל (0.0821 מאל 500)^{-2} \]
\[ קפּ = 0.278 \מאל (41.05)^{-2} \]
\[ Kp = 0.278 \מאל (1 / 1683.0025) \]
\[Kp = 0.278 \× 0.000594 \]
\[ קפּ = 0.000165 \]
אזוי, \(Kp \) פאר דער רעאקציע ביי 500 K איז 0.000165.
בייַשפּיל 3: ניצן Kp אין טיילווייזע דרוק קאַלקולאַציעס
פראגע: פאר דער פאלגנדער גאז רעאקציע:
\[ H_²(g) + I_²(g) \leftrightarrow 2HI(g) \]
געגעבן אַז Kp ביי 450 K איז 50. אויב \( P_{H_2} = P_{I_2} = 0,2 \, atm \), רעכנט אויס דעם טיילווייזן דרוק פון HI ביי גלייכגעוויכט.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
עס איז באַקאַנט:
– \( קפּ = 50 \)
– \( P_{H_2} = 0,2 \, אטמ \)
– \( P_{I_2} = 0,2 \, אטמ \)
די גלייכגעוויכט קאָנסטאַנטע פֿאָרמולע פֿאַר דעם רעאַקציע איז:
\[ Kp = \frac{(P_{HI})^2}{P_{H_2} \times P_{I_2}} \]
פאַרבייַטן באַקאַנטע ווערטן:
[50 = \frac{(P_{HI})^2}{0,2 \times 0,2} \]
\[ 50 = \frac{(P_{HI})^2}{0.04} \]
אַזוי:
\[ (P_{HI})^2 = 50 \מאל 0,04 \]
\[ (P_{HI})^2 = 2 \]
\[P_{HI} = \sqrt{2} \]
\[ P_{HI} \אומגעפער 1,414 \, אטמ \]
אזוי, דער טיילווייזער דרוק פון HI ביי גלייכגעוויכט איז בערך 1,414 אטמ.
קעסימפּולאַן
פֿאַרשטיין דעם באַגריף פֿון גלייכגעוויכט קאָנסטאַנטן און קענען זיי נוצן אין כעמישע חשבונות איז קריטיש פֿאַר סטודענטן וואָס שטודירן אַוואַנסירטע כעמיע. דער אַרטיקל גיט עטלעכע בייַשפּיל פּראָבלעמען און אַ ברייטע דיסקוסיע וועגן דער נוצן פֿון די גלייכגעוויכט קאָנסטאַנטן Kc און Kp אונטער פֿאַרשידענע באַדינגונגען. אַ גוט פֿאַרשטאַנד פֿון דעם מאַטעריאַל וועט פֿאַרלייכטערן די לייזונג פֿון פּראָבלעמען וואָס האָבן צו טאָן מיט כעמישע גלייכגעוויכט רעאַקציעס.
