Denge Basınçları Nasıl Hesaplanır

Kimyasal denge, reaktanların ürünlere dönüştüğü ve tersinin aynı oranda olduğu tersinir bir reaksiyonun "kararlı durumunu" tanımlar.

Kimyagerler bu durumu şu şekilde karakterize eder: denge sabiti, K_p, ve reaktanlar veya ürünler için denge basıncını belirlemek için bu sabit için tam ifadeyi kullanabilirsiniz. İşlem biraz cebir gerektirir, ancak sonunda reaksiyonunuz için denge basıncını bulmak için kullanabileceğiniz basit bir denklem elde edersiniz.

Denge basıncını bulma süreci, kimyagerlerin bir reaksiyon için bir denge durumunu nasıl tanımladıklarına büyük ölçüde bağlıdır. Genel bir gaz fazı reaksiyonu için:

Denge sabiti için genel formül:

Burada, P_s, A, B, C ve D gazlarının kısmi basınçlarını ifade eder (alt simgelerle gösterilir). Bu formülü “reaktanlar üzerindeki ürünler” olarak kolayca hatırlayabilirsiniz, ancak bu basit form yalnızca reaksiyonun bileşenlerinin her birinin stokiyometrik katsayısı (_a) olarak 1'e sahipse geçerlidir., b, c ve d yukarıdaki denklemde). Bu formülün yalnızca geçerli olduğunu unutmayın dengede.

Bazı durumlarda, denilen denge sabitini görebilirsiniz. K_c, ve molar konsantrasyonlar cinsinden yazılmış denklemi ve bu ikisi arasındaki ilişki:

Bu formülde ∆n Tepkimeye girenlerden ürünlere dönüşen gazların mol sayısındaki değişimdir.

Denge basıncını bulmak için bu denklemi çözmenin anahtarı, miktarı tanıtmaktır. x, başlangıç ​​basınçlarından denge basıncına değişime karşılık gelir. Reaktanların basıncını bildiğinizi, ancak dengede ne olacağını bilmediğinizi hayal edin. Bu durumda, her bir denge basıncını basitçe (başlangıç ​​basıncı = x).

Bu durumda ürünler 0 kısmi basınçla başladığından (çünkü mevcut değiller), denge basınçları eşit olacaktır. x. Denge sabitinin kendisini de biliyorsanız, bu bilgiyi bilmediğiniz kısmi basınçları bulmak için kullanabilirsiniz.

İlk basıncı çağırın P_ben ve her iki reaktantın da aynı basınçta olması gerektiğine dikkat edin. Ayrıca, denklemi basitleştirmek için bu şu şekilde yazılacaktır: katsayılarbir, b, c ve d 1'e eşit olarak. Böylece denklemi şu şekilde yazabilirsiniz:

Bu denklemin yeniden düzenlenmesi x reaktanlarınız için başlangıç ​​basıncı ile denge basıncı arasındaki farkı ve ürünlerin değerini bulmanızı sağlar. Her iki tarafın karekökünü alıp, kesrin paydasıyla çarparak ve biraz daha yeniden düzenledikten sonra, denklem x dır-dir:

Bu, reaktanlarınızın denge basıncının şu şekilde olduğunu not ettiğinizde bir denge kısmi basınç formülü olur. P_ben – xve ürünleriniz için basitçe x.

Bir örnek üzerinden çalışmak, yaklaşımı pekiştirecek ve denklemi kullanırken daha rahat olmanıza yardımcı olacaktır. Klormetan üretmek için kullanılan reaksiyonu düşünün:

İle K_p = 5,900. Tepkimeye girenlerin bir başlangıç ​​basıncı (atm olarak, atmosfer) vardır. P_ben = 0.75 atm. Bu değerleri formüle ekleyin ve kısmi basınçları bulmak için hesaplamaları gözden geçirin:

Bu, ürünlerin denge basınçlarının değeridir ve reaktanlar için tek yapmanız gereken bunu başlangıç ​​değerinden çıkarmaktır. P_ben sonucu bulmak için. Burada 0.75 atm – 0.74 atm = 0.01 atm.