როგორ გამოვთვალოთ წონასწორობის წნევები

ქიმიური წონასწორობა აღწერს შექცევადი რეაქციის "სტაბილურ მდგომარეობას", სადაც რეაქტივები გადაიქცევიან პროდუქტებად და პირიქით იგივე სიჩქარით.

ქიმიკოსები ახასიათებენ ამ მდგომარეობას წონასწორობის მუდმივა, კ_გვდა ამ მუდმივის სრული გამოხატვის გამოყენება შეგიძლიათ წონასწორობის წნევის დასადგენად ან რეაქტიული ნივთიერებების ან პროდუქტებისთვის. პროცესი მოითხოვს ცოტათი ალგებრას, მაგრამ ბოლოს, თქვენ მიიღებთ პირდაპირ განტოლებას, რომლის საშუალებითაც შეგიძლიათ იპოვოთ წონასწორობის წნევა თქვენი რეაქციისთვის.

წონასწორობის წნევის პოვნის პროცესი მკაცრად არის დამოკიდებული იმაზე, თუ როგორ აღწერენ ქიმიკოსები წონასწორობის მდგომარეობას რეაქციისთვის. ზოგადი გაზის ფაზის რეაქციისთვის:

წონასწორობის მუდმივის ზოგადი ფორმულაა:

აქ P_s ეხება A, B, C და D გაზების ნაწილობრივ წნევას (მითითებულია ხელმოწერებით). თქვენ შეგიძლიათ მარტივად გახსოვდეთ ეს ფორმულა, როგორც ”პროდუქტები რეაქტიული ნივთიერებების მიმართ”, მაგრამ ეს მარტივი ფორმა მოქმედებს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ რეაქციის თითოეულ კომპონენტს აქვს 1 როგორც სტეიომეტრიული კოეფიციენტი

ზოგიერთ შემთხვევაში შეიძლება წონასწორობის მუდმივა იწოდოს კ_გდა მისთვის განტოლება დაწერილია მოლური კონცენტრაციების მიხედვით და ამ ორს შორის კავშირი არის:

ამ ფორმულაში,ნ არის რეაქტიული ნივთიერებებიდან პროდუქტებში მოლების გაზის რაოდენობის ცვლილება.

წონასწორობის წნევის მოსაძებნად ამ განტოლების ამოხსნის გასაღები არის სიდიდის შემოტანა x, რომელიც შეესაბამება საწყისი წნევებიდან წონასწორობის წნევაზე გადასვლას. წარმოიდგინეთ, რომ იცით რეაქტორების წნევა, მაგრამ არ იცით რა იქნება ეს წონასწორობაზე. ამ შემთხვევაში, თქვენ შეგიძლიათ დაწეროთ თითოეული წონასწორობის წნევა, როგორც (საწყისი წნევა = x).

მას შემდეგ, რაც პროდუქტები ამ შემთხვევაში იწყება ნაწილობრივი წნევით 0-ით (რადგან ისინი არ არსებობენ), მათი წონასწორობის წნევა ტოლია x. იმ პირობით, რომ თქვენ თავად წონასწორობის მუდმივაც იცით, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს ინფორმაცია, რომ იპოვოთ ნაწილობრივი წნევები, რომლებიც არ იცით.

დარეკეთ საწყის წნევაზე პ_მე და გაითვალისწინეთ, რომ ორივე რეაქტივი უნდა იყოს იმავე წნევაზე. ასევე, განტოლების გამარტივების მიზნით, ეს ჩაიწერება კოეფიციენტებია, ბ, გ და დ 1-ის ტოლი. ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ დაწეროთ განტოლება შემდეგნაირად:

განტოლების გადალაგება ამისთვის x საშუალებას გაძლევთ იპოვოთ განსხვავება საწყის წნევასა და წონასწორობის წნევას შორის თქვენი რეაქტორებისთვის და პროდუქტის მნიშვნელობაც. ორივე მხარის კვადრატული ფესვის აღების, წილადის მნიშვნელზე გამრავლებით და ოდნავ მეტი გადალაგების შემდეგ, განტოლება x არის:

ეს ხდება წონასწორობის ნაწილობრივი წნევის ფორმულა, როდესაც აღნიშნავთ, რომ თქვენი რეაქტორების წონასწორობის წნევაა პ_მე – x, და თქვენი პროდუქტებისთვის ეს უბრალოდ არის x.

მაგალითზე მუშაობა გაამყარებს მიდგომას და დაგეხმარებათ უფრო კომფორტულად გამოიყენოთ განტოლების გამოყენება. გაითვალისწინეთ ქლორომეთანის წარმოებისთვის გამოყენებული რეაქცია:

თან კ_გვ = 5,900. რეაქციებს აქვთ საწყისი წნევა (ატმოსფეროში, ატმოსფეროში) პ_მე = 0,75 ატმოსფერო ჩადეთ ეს მნიშვნელობები ფორმულაში და გაატარეთ გამოთვლები ნაწილობრივი წნევის დასადგენად:

ეს არის მნიშვნელობა წონასწორობის წნევაზე პროდუქტებისა და რეაქტიული ნივთიერებებისათვის, თქვენ უნდა გამოაკლოთ ეს საწყისი მნიშვნელობიდან პ_მე შედეგის დასადგენად. აქ, 0,75 ატმ - 0,74 ატმოსფერო = 0,01 ატმოსფერო.