"Institute of Educational Policy" Books
Eφαρμογή
Σε δοχείο όγκου 10 L, εισάγουμε 0,6 mol N2, 0,4 mol H2 και 0,4 mol NH3 σε θερμοκρασία 375 βαθμούς C. Αν η Κc της αντίδρασης: Ν2(g) + 3H2(g) [pic] 2NH3(g) στους 375 βαθμούς C είναι ίση με 1,2, να διερευνήσετε αν το σύστημα είναι σε ισορροπία και αν όχι, προς ποια κατεύθυνση οδεύει η αντίδραση.
Παράδειγμα 4.9 Σε δοχείο όγκου 1 L που περιέχει σε ισορροπία 0,8 mol SO2, 0,1 mol NO2, 0,6 mol SO3 και 0,4 mol NO προσθέτουμε 0,3 mol NO2. Τι θα συμβεί στην ισορροπία και ποια θα είναι η ποσότητα του ΝΟ2 στην τελική ισορροπία; Δίνεται η ισορροπία: SO2(g) + NO2(g) [pic] SO3(g) + NO(g). ΛΥΣΗ Αφού στην ισορροπία προστέθηκε ΝΟ2, η αντίδραση σύμφωνα με την αρχή Le Chatelier θα προχωρήσει προς τα δεξιά, οπότε η ποσότητα του ΝΟ2 ελαττώνεται. Σχηματίζουμε τον παρακάτω πίνακα: Ποσότητες /mol - SO2(g) + NO2(g) [pic] SO3(g) + NO(g) αρχική ισορροπία - 0,8 + 0,1 - 0,6 + 0,4 προσθέτουμε - - + 0,3 - - + - αντιδρούν - x + x - - + - σχηματίζονται - - + - - x + x τελική ισορροπία - 0,8–4 + 0,4–x - 0,6+x + 0,4+x Από την αρχική ισορροπία υπολογίζουμε την Kc: [pic] όπου V ο όγκος του δοχείου σε L. Αφού η θ παραμένει σταθερή, η Κc δε μεταβάλλεται και στην τελική ισορροπία έχουμε: [pic] Η δεκτή λύση είναι x = 0,17, οπότε στην τελική ισορροπία έχουμε (0,4–0,17) mol = 0,23 mol NO2.
Εφαρμογή Σε δοχείο 2 L έχουμε σε ισορροπία 4 mol PCl5, 2 mol PCl3 και 8 mol Cl2. Προσθέτουμε 4 mol PCl5. Ποιες οι ποσότητες όλων των αερίων στη νέα ισορροπία; Δίνεται η ισορροπία: PCl5(g) [pic] PCl3(g) + Cl2(g)
Παράδειγμα 4.10 Σε δοχείο όγκου 2 L έχουμε σε ισορροπία 8 mol PCl5, 4 mol PCl3 και 8 mol Cl2. Διπλασιάζουμε τον όγκο του δοχείου και διατηρούμε τη θερμοκρασία σταθερή. Πόσα mol Cl2 θα έχουμε στη νέα ισορροπία; Δίνεται η εξίσωση ισορροπίας: PCl5(g) [pic] PCl3(g) + Cl2(g) ΛΥΣΗ Η αύξηση του όγκου του δοχείου ελαττώνει την πίεση του μίγματος. Σύμφωνα με την αρχή Le Chatelier, η χημική ισορροπία μετατοπίζεται προς τα δεξιά, όπου υπάρχουν περισσότερα mol αερίων σωμάτων. Ονομάζουμε x mol την ποσότητα PCl5 που αντιδρά και συμπληρώνουμε τον ακόλουθο πίνακα: Ποσότητες /mol - PCl5(g) + PCl3(g) [pic] Cl2(g) αρχική ισορροπία - 8 + 4 - 8 αντιδρούν - x + - - - σχηματίζονται - - + x - x τελική ισορροπία - 8–x + 4+x - 8+x
Από την αρχική ισορροπία υπολογίζουμε την τιμή της Kc: [pic] Η θερμοκρασία μένει σταθερή, άρα και η Κc. Στην τελική ισορροπία από την τιμή της Kc υπολογίζουμε: [pic] η μόνη δεκτή λύση που ικανοποιεί τον περιορισμό 0 Επομένως το Cl2 στην τελική ισορροπία θα είναι: (8+1,49) mol = 9,49 mol.