science >> Wetenschap >  >> Wiskunde

Hoe evenwichtsdruk te berekenen

Als u uw scheikundeboek leest, merkt u misschien dat sommige reacties zijn geschreven met pijlen die in beide richtingen wijzen. Dit betekent dat een reactie omkeerbaar is - dat de producten van de reactie met elkaar kunnen reageren en de reactanten opnieuw vormen. Het punt waarop een reactie in beide richtingen met dezelfde snelheid plaatsvindt, is bekend als evenwicht. Wanneer gassen reageren bij evenwicht, is het mogelijk om hun druk te berekenen met behulp van een getal dat bekend staat als de evenwichtsconstante, wat verschillend is voor elke reactie.

Stel expressies in voor de evenwichtsdruk van uw reactanten en producten, rekening houdend met dat beide reactanten (en beide producten) gelijke drukken zullen hebben en dat alle gassen in het reactiesysteem met dezelfde hoeveelheid veranderen als de reactie voortgaat. Ken deze wijziging toe aan de variabele "x." Als u bijvoorbeeld evenwichtsdrukken probeert te berekenen in een systeem van fluormethaan, CH3F, dat reageert volgens het evenwicht CH3OH + HF - - & gt; CH3F + H2O (waarbij alle reactanten en producten zich in de gasfase bevinden) en u weet dat de initiële drukken van CH3OH en HF 0,5 atmosfeer (atm) waren, u kunt evenwichtsdrukken instellen voor de reactanten gelijk aan "0,5 - x" - initiële druk minus verandering - en producten gelijk aan "x" - de verandering "zelf, omdat ze geen druk hadden voordat de reactie begon (ze bestonden niet).

Stel je evenwichtsconstante gelijk aan de product van de evenwichtsdrukken van uw producten over het product van het evenwicht van uw reactanten.Voor het voorbeeld - ervan uitgaande dat de reactie een evenwichtsconstante heeft, Kp, van 8,1 x 10 ^ 3 - noteer deze uitdrukking als volgt: Kp = [CH3F ] [H2O] /[CH3OH] [H2F] = (x) (x) /(. 5-x) (. 5-x) = x ^ 2 /(. 5-x) ^ 2 = 8.1 x 10 ^ 3 = 8.100.

Vereenvoudig uw vergelijking door de vierkantswortel van beide zijden te nemen. Voor het voorbeeld zou dit sqrt (x ^ 2 /(.5-x) ^ 2) = sqrt (8.100) zijn, of x /(5-x) = 90.

Los uw vergelijking voor x op. Eerst vermenigvuldigt u beide zijden met (.5 - x) om van de noemer af te komen, zoals volgt: x /(. 5 - x) = x en 90 (.5 - x) = (90 x .5) - (90x) = 45 - 90x. Merk op dat x = 45 - 90x en voeg 90x aan beide zijden toe om te zien dat 91x = 45, of x = 45/91 = 0,495.

Voer de waarde van x in uw expressies in om de evenwichtsdruk van uw reactanten en producten. Voor uw reactanten heeft u een evenwichtsdruk uitgedrukt als 0,5-x. Dus zijn de drukken van HF en CH3OH bij evenwicht gelijk aan 0,5 - 0,495 of 0,005 atm. De drukken van de producten CH3F en H2O zijn gelijk aan x of .495 atm.