តារាង ICE៖ ការដោះស្រាយលំនឹងមួយជំហានម្តងៗ

អ្វីដែលជួរដេកទាំងបីនៃតារាង ICE កត់ត្រា

ICE តំណាងឱ្យ Initial (ដើម) Change (បម្រែបម្រួល) និង Equilibrium (លំនឹង)។ សរសេរសមីការមានលំនឹងនៅខាងលើ ហើយផ្តល់ជួរឈរផ្ទាល់ខ្លួនដល់ប្រភេទនីមួយៗ។ ជួរដេក Initial ផ្ទុកកំហាប់ (ឬសម្ពាធផ្នែក) មុនពេលប្រតិកម្មរំកិល។ ជួរដេក Change ផ្ទុកបរិមាណដែលប្រភេទនីមួយៗកើនឡើង ឬថយចុះ។ ជួរដេក Equilibrium គឺជាផលបូកនៃជួរដេកពីរដំបូង។

ជួរដេក Change គឺជាកន្លែងដែលគីមីវិទ្យាស្ថិតនៅ។ ធាតុនីមួយៗគឺជាពហុគុណនៃអញ្ញាតតែមួយ x ហើយពហុគុណទាំងនោះគឺជាមេគុណនៃសមីការមានលំនឹង។ សម្រាប់ 2 SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 SO₃(g) ដែលដំណើរការទៅមុខ បម្រែបម្រួលគឺ −2x, −x និង +2x។ ប្រតិករបាត់បង់ ហើយផលិតផលទទួលបាន នៅពេលប្រតិកម្មដំណើរការទៅមុខ សញ្ញាត្រឡប់នៅពេលវាដំណើរការបញ្ច្រាស។

ប្រើកំហាប់ម៉ូលសម្រាប់ Kc និងសម្ពាធផ្នែកសម្រាប់ Kp។ សារធាតុរឹងសុទ្ធ និងអង្គធាតុរាវសុទ្ធមិនលេចឡើងក្នុងកន្សោមលំនឹងទេ ដូច្នេះទុកវាចោលពីតារាងផងដែរ។ បម្លែងចំនួនម៉ូលណាមួយទៅជាកំហាប់ ដោយចែកនឹងមាឌធុង មុនពេលអ្នកបំពេញជួរដេក Initial។

ការជ្រើសទិសដៅនៃការផ្លាស់ប្តូរដោយប្រើ Q

មុនពេលអ្នកកំណត់សញ្ញា ចូរសម្រេចថាប្រតិកម្មត្រូវតែទៅទិសណា។ គណនាផលចែកប្រតិកម្ម Q ពីតម្លៃដើម ដោយប្រើទម្រង់ដូចគ្នានឹងកន្សោម K។ ប្រសិនបើ Q តូចជាង K មានផលិតផលតិចពេក ហើយប្រតិកម្មដំណើរការទៅមុខ។ ប្រសិនបើ Q ធំជាង K វាដំណើរការបញ្ច្រាស។ ប្រសិនបើ Q ស្មើ K ល្បាយស្ថិតនៅលំនឹងរួចហើយ ហើយគ្មានអ្វីផ្លាស់ប្តូរទេ។

នៅពេលផលិតផលមួយចាប់ផ្តើមពីសូន្យ Q ស្មើសូន្យ ហើយប្រតិកម្មត្រូវតែដំណើរការទៅមុខ ដូច្នេះអ្នកអាចរំលងការគណនាបាន។ នៅពេលគ្រប់ប្រភេទមានវត្តមាន ចូរគណនា Q។ ឧទាហរណ៍ យកប្រតិកម្មស្ពាន់ធ័រទ្រីអុកស៊ីតដែលមាន Kc = 37.0 (រកឃើញក្នុងផ្នែកបន្ទាប់) និងល្បាយដែលមាន [SO₂] = 0.100 M, [O₂] = 0.050 M និង [SO₃] = 0.500 M។ Q = (0.500)² / ((0.100)² × 0.050) = 500។ Q ធំជាង K ដូច្នេះ SO₃ បំបែករហូតដល់ផលធៀបធ្លាក់ដល់ 37.0។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយ៖ K ពីកំហាប់ដែលបានវាស់មួយ

ពេលខ្លះអញ្ញាតគឺ K ខ្លួនឯង។ ឧបមាថាធុងមួយចាប់ផ្តើមជាមួយ [SO₂] = 0.400 M និង [O₂] = 0.200 M ហើយគ្មាន SO₃ ហើយនៅលំនឹង [SO₃] ត្រូវបានវាស់បាន 0.250 M។ តម្លៃទាំងនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់មគ្គុទ្ទេសក៍នេះ ដើម្បីបង្ហាញវិធីសាស្ត្រ វាមិនមែនជាទិន្នន័យពីឯកសារស្រាវជ្រាវទេ។

SO₃ ប្តូរពី 0 ទៅ 0.250 M ដូច្នេះ 2x = 0.250 និង x = 0.125 M។ បម្រែបម្រួលផ្សេងទៀតទាំងអស់កើតចេញពីមេគុណ៖ SO₂ ថយ 2x = 0.250 M មកនៅ 0.150 M ហើយ O₂ ថយ x = 0.125 M មកនៅ 0.075 M។ បន្ទាប់មក Kc = [SO₃]² / ([SO₂]²[O₂]) = (0.250)² / ((0.150)² × 0.075) = 37.0។ កំហាប់ដែលបានវាស់មួយបូកនឹងស្តូអ៊ីគីយ៉ូមេត្រី គឺគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីកំណត់ទាំងបី។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយ៖ នៅពេលសមីការជាការេប្រាកដ

សម្រាប់ H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2 HI(g) ចូរប្រើ Kc = 50.5 ដែលជាតម្លៃដែលផ្នែក 13.4 នៃ OpenStax Chemistry 2e ប្រើសម្រាប់ប្រតិកម្មនេះ ក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃឧទាហរណ៍របស់វា។ ចាប់ផ្តើមជាមួយ [H₂] = [I₂] = 0.500 M ហើយគ្មាន HI។ Q ស្មើសូន្យ ដូច្នេះប្រតិកម្មដំណើរការទៅមុខ។ តារាងផ្តល់តម្លៃលំនឹង 0.500 − x សម្រាប់ប្រតិករនីមួយៗ និង 2x សម្រាប់ HI។

កន្សោមគឺ 50.5 = (2x)² / (0.500 − x)²។ អង្គទាំងពីរជាការេប្រាកដ ដូច្នេះយកឫសការេជំនួសឱ្យការពន្លាត៖ 7.106 = 2x / (0.500 − x)។ ការរៀបចំឡើងវិញផ្តល់ x = 0.500 × 7.106 / (2 + 7.106) = 0.390 M។ នៅលំនឹង [H₂] = [I₂] = 0.110 M និង [HI] = 0.780 M។ ពិនិត្យ៖ (0.780)² / (0.110)² = 50.3 ដែលត្រូវនឹង 50.5 ក្នុងកម្រិតនៃការបង្គត់កំហាប់។

ផ្លូវកាត់ឫសការេដំណើរការតែនៅពេលកន្សោមជាការេប្រាកដប៉ុណ្ណោះ ដែលនៅទីនេះតម្រូវឱ្យបរិមាណចាប់ផ្តើមនៃប្រតិករទាំងពីរស្មើគ្នា។ ជាមួយបរិមាណមិនស្មើគ្នា អ្នកត្រូវតែដោះស្រាយសមីការដឺក្រេទីពីរ។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយ៖ ការដោះស្រាយសមីការដឺក្រេទីពីរពេញលេញ

សម្រាប់ PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g) ផ្នែក 13.4 នៃ OpenStax ប្រើ Kc = 0.0211។ ចាប់ផ្តើមជាមួយ [PCl₅] = 0.400 M និង [Cl₂] = 0.100 M ប៉ុន្តែគ្មាន PCl₃។ Q ស្មើសូន្យ ដូច្នេះប្រតិកម្មដំណើរការទៅមុខ។ តម្លៃលំនឹងគឺ 0.400 − x, x និង 0.100 + x។

ជំនួស៖ 0.0211 = x(0.100 + x) / (0.400 − x)។ ពន្លាត ហើយប្រមូលតួ ដើម្បីទទួលបាន x² + 0.1211x − 0.00844 = 0។ រូបមន្តសមីការដឺក្រេទីពីរផ្តល់ x = 0.0495 ឬ x = −0.171។ ឫសអវិជ្ជមាននឹងធ្វើឱ្យ [PCl₃] អវិជ្ជមាន ដូច្នេះបដិសេធវា។ នៅលំនឹង [PCl₅] = 0.351 M, [PCl₃] = 0.0495 M និង [Cl₂] = 0.150 M។ ការជំនួសត្រឡប់វិញផ្តល់ 0.0211 ដូច្នេះចម្លើយត្រឹមត្រូវ។

សូមកត់សម្គាល់ថា Cl₂ ដែលមានវត្តមានរួចហើយបានទប់ប្រតិកម្មមិនឱ្យទៅមុខ។ ចាប់ផ្តើមពី PCl₅ 0.400 M តែម្យ៉ាង K ដដែលផ្តល់ x = 0.0819 M ដូច្នេះផលិតផលដែលបានបន្ថែមបានកាត់បន្ថយកម្រិតនៃការបំបែក ដូចដែលគោលការណ៍លឺសាតឺលីយេទស្សន៍ទាយ។

នៅពេល x តូច៖ ការប៉ាន់ស្មាន និងការពិនិត្យ 5 ភាគរយ

នៅពេល K តូច ហើយកំហាប់ចាប់ផ្តើមមិនតូច ប្រតិកម្មស្ទើរតែមិនរំកិល ហើយ 0.0400 − x ស្ទើរតែស្មើ 0.0400 ពិតប្រាកដ។ ការទម្លាក់ x ចេញពីតួទាំងនោះ បម្លែងសមីការដឺក្រេទីពីរទៅជាការគណនាមួយជំហាន។ ការប៉ាន់ស្មាននេះត្រូវបានទទួលយក នៅពេល x តូចជាង 5 ភាគរយនៃកំហាប់ដែលវាត្រូវបានដកចេញពី។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយ។ សម្រាប់ N₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 NO(g) ផ្នែក 13.4 នៃ OpenStax ផ្តល់ Kc = 4.1 × 10⁻⁴ នៅ 2000 °C។ ចាប់ផ្តើមជាមួយ [N₂] = 0.0400 M និង [O₂] = 0.0100 M។ នោះ 4.1 × 10⁻⁴ = (2x)² / ((0.0400 − x)(0.0100 − x))។ ប៉ាន់ស្មាន៖ 4x² = 4.1 × 10⁻⁴ × 0.0400 × 0.0100 ដូច្នេះ x = 2.0 × 10⁻⁴ M និង [NO] = 2x = 4.0 × 10⁻⁴ M។ ពិនិត្យធៀបនឹងតម្លៃចាប់ផ្តើមតូចជាង៖ 2.0 × 10⁻⁴ / 0.0100 = 2 ភាគរយ ក្រោម 5 ភាគរយ។ សមីការដឺក្រេទីពីរពិតប្រាកដផ្តល់ [NO] ដូចគ្នាជាពីរខ្ទង់សំខាន់។

ការប៉ាន់ស្មានបរាជ័យ នៅពេល K មិនតូចបើធៀបនឹងកំហាប់។ សម្រាប់ PCl₅ តែម្យ៉ាងនៅ 0.400 M ជាមួយ Kc = 0.0211 ការសន្មតថា x តូចផ្តល់ x = 0.092 M ដែលស្មើ 23 ភាគរយនៃ 0.400។ ចម្លើយពិតប្រាកដគឺ 0.0819 M ដូច្នេះផ្លូវកាត់នឹងខ្ពស់ពេកប្រហែល 12 ភាគរយ។ ត្រូវពិនិត្យជានិច្ច កុំសន្មតដោយគ្មានការពិនិត្យ។

សម្ពាធផ្នែក និងប្រតិកម្មបញ្ច្រាស

តារាង ICE ដំណើរការតាមរបៀបដូចគ្នាជាមួយសម្ពាធផ្នែក និង Kp។ សម្រាប់ប្រតិកម្មដែលគ្មានការផ្លាស់ប្តូរចំនួនម៉ូលឧស្ម័ន Kp ស្មើនឹង Kc។ នោះពិតសម្រាប់លំនឹងអ៊ីដ្រូសែនអ៊ីយ៉ូឌួ ដែលមានឧស្ម័នពីរម៉ូលនៅសងខាង។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយ។ HI សុទ្ធត្រូវបានដាក់ក្នុងធុងមួយនៅ 2.00 atm ហើយទុកឱ្យបំបែក៖ 2 HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g)។ នេះជាប្រតិកម្មបញ្ច្រាសនៃប្រតិកម្មខាងលើ ដូច្នេះថេររបស់វាគឺ 1/50.5 = 0.0198។ បម្រែបម្រួលគឺ −2x សម្រាប់ HI និង +x សម្រាប់ផលិតផលនីមួយៗ។ នោះ 0.0198 = x² / (2.00 − 2x)²។ យកឫសការេ 0.1407 = x / (2.00 − 2x) ដែលផ្តល់ x = 0.220 atm។ នៅលំនឹង P(H₂) = P(I₂) = 0.220 atm និង P(HI) = 1.56 atm។

កំហុសតារាង ICE និងរបៀបចាប់វា

ការពិនិត្យចុងក្រោយចាប់បានស្ទើរតែគ្រប់កំហុស៖ ជំនួសតម្លៃលំនឹងត្រឡប់ទៅក្នុងកន្សោម K វិញ ហើយបញ្ជាក់ថាអ្នកទទួលបាន K វិញតាមភាពជាក់លាក់នៃទិន្នន័យ។

• ដាក់ចំនួនម៉ូលក្នុងតារាង នៅពេលធុងមិនមែន 1 L។ ចែកនឹងមាឌជាមុនសិន។
• ប្រើ 1 សម្រាប់មេគុណគ្រប់មួយក្នុងជួរដេក Change ឧទាហរណ៍ −x ជំនួសឱ្យ −2x សម្រាប់ SO₂។
• ភ្លេចលើកការេ ឬគូបតួមួយក្នុងកន្សោម K ឱ្យត្រូវនឹងមេគុណរបស់វា។
• សន្មតថាប្រតិកម្មដំណើរការទៅមុខ នៅពេលផលិតផលមានវត្តមាននៅពេលចាប់ផ្តើម។ គណនា Q។
• រក្សាឫសដែលធ្វើឱ្យកំហាប់ណាមួយអវិជ្ជមាន ឬធំជាងអ្វីដែលអាចទៅរួចតាមរូបវិទ្យា។
• ទម្លាក់ x ដោយមិនពិនិត្យថាវាក្រោម 5 ភាគរយនៃតម្លៃចាប់ផ្តើម។
• ដាក់សារធាតុរឹងសុទ្ធ ឬអង្គធាតុរាវសុទ្ធក្នុងតារាង ឬក្នុងកន្សោម។
• ប្រើ K សម្រាប់ប្រតិកម្មទៅមុខ នៅពេលបញ្ហាត្រូវបានសរសេរជាបញ្ច្រាស។ ការបញ្ច្រាសប្រតិកម្មធ្វើឱ្យ K ក្លាយជាច្រាសរបស់វា។