संतुलन दबावों की गणना कैसे करें

रासायनिक संतुलन एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया की "स्थिर अवस्था" का वर्णन करता है, जहां अभिकारक समान दर पर उत्पादों में बदल जाते हैं और इसके विपरीत।

रसायनज्ञ इस राज्य की विशेषता का उपयोग करते हुए करते हैं निरंतर संतुलन, क_पी, और आप अभिकारकों या उत्पादों के लिए संतुलन दबाव को निर्धारित करने के लिए इस स्थिरांक के लिए पूर्ण अभिव्यक्ति का उपयोग कर सकते हैं। इस प्रक्रिया में बीजगणित की थोड़ी सी आवश्यकता होती है, लेकिन अंत में, आपको एक सीधा समीकरण मिलता है जिसका उपयोग आप अपनी प्रतिक्रिया के लिए संतुलन दबाव खोजने के लिए कर सकते हैं।

संतुलन दबाव खोजने की प्रक्रिया दृढ़ता से इस बात पर निर्भर करती है कि रसायनज्ञ प्रतिक्रिया के लिए संतुलन की स्थिति का वर्णन कैसे करते हैं। एक सामान्य गैस-चरण प्रतिक्रिया के लिए:

संतुलन स्थिरांक का सामान्य सूत्र है:

यहां ही P_s गैसों A, B, C और D (सबस्क्रिप्ट द्वारा इंगित) के आंशिक दबावों को संदर्भित करता है। आप इस सूत्र को "अभिकारकों पर उत्पाद" के रूप में आसानी से याद कर सकते हैं, लेकिन यह सरल रूप केवल तभी मान्य होता है जब प्रतिक्रिया के प्रत्येक घटक में 1 का स्टोइकोमेट्रिक गुणांक (_a

कुछ मामलों में, आप संतुलन स्थिरांक देख सकते हैं जिसे. कहा जाता है क_सी, और इसके लिए समीकरण दाढ़ सांद्रता के संदर्भ में लिखा गया है, और इन दोनों के बीच संबंध है:

इस सूत्र में,नहीं अभिकारकों से उत्पादों में गैस के मोल की संख्या में परिवर्तन को कहते हैं।

संतुलन दबाव खोजने के लिए इस समीकरण को हल करने की कुंजी मात्रा का परिचय दे रही है एक्स, जो प्रारंभिक दबाव से संतुलन दबाव में परिवर्तन से मेल खाती है। कल्पना कीजिए कि आप अभिकारकों के दबाव को जानते हैं लेकिन यह नहीं जानते कि यह संतुलन पर क्या होगा। उस स्थिति में, आप बस प्रत्येक संतुलन दबाव को (प्रारंभिक दबाव = () के रूप में लिख सकते हैं एक्स).

चूंकि इस मामले में उत्पाद 0 के आंशिक दबाव से शुरू होते हैं (क्योंकि वे मौजूद नहीं हैं), उनका संतुलन दबाव बराबर होगा एक्स. बशर्ते आप संतुलन स्थिरांक को भी जानते हों, आप इस जानकारी का उपयोग उन आंशिक दबावों को खोजने के लिए कर सकते हैं जिन्हें आप नहीं जानते हैं।

प्रारंभिक दबाव को बुलाओ पी_मैं और ध्यान दें कि दोनों अभिकारकों का दाब समान होना चाहिए। साथ ही, समीकरण को सरल बनाने के लिए इसे के साथ लिखा जाएगा गुणांकोंए, ख, सी तथा घ 1 के बराबर। तो आप समीकरण को इस प्रकार लिख सकते हैं:

इस समीकरण को के लिए पुनर्व्यवस्थित करना एक्स आपको अपने अभिकारकों के लिए प्रारंभिक दबाव और संतुलन दबाव और उत्पादों के मूल्य के बीच अंतर खोजने की अनुमति देता है। दोनों पक्षों का वर्गमूल लेने के बाद, भिन्न के हर से गुणा करके, और थोड़ा और पुनर्व्यवस्थित करने के बाद, के लिए समीकरण एक्स है:

यह एक संतुलन आंशिक दबाव सूत्र बन जाता है जब आप ध्यान दें कि आपके अभिकारकों का संतुलन दबाव है पी_मैं – एक्स, और आपके उत्पादों के लिए यह बस है एक्स.

एक उदाहरण के माध्यम से काम करना दृष्टिकोण को मजबूत करेगा और आपको समीकरण का उपयोग करने में अधिक सहज होने में मदद करेगा। क्लोरोमिथेन के उत्पादन के लिए प्रयुक्त प्रतिक्रिया पर विचार करें:

साथ में क_पी = 5,900. अभिकारकों का प्रारंभिक दबाव (वायुमंडल, एटीएम में) होता है पी_मैं = 0.75 एटीएम। इन मानों को सूत्र में डालें और आंशिक दबावों को खोजने के लिए गणनाओं के माध्यम से चलाएँ:

यह उत्पादों के संतुलन दबाव के लिए मूल्य है, और अभिकारकों के लिए, आपको केवल इसे प्रारंभिक मूल्य से घटाना है पी_मैं परिणाम खोजने के लिए। यहाँ, 0.75 एटीएम - 0.74 एटीएम = 0.01 एटीएम।