Tabloyên ICE: çareserkirina hevsengiyê gav bi gav

Sê rêzên tabloyeke ICE çi tomar dikin

ICE kurtenivîsa Initial (destpêk), Change (guherîn) û Equilibrium (hevsengî) ye. Hevkêşeya hevseng li jor binivîse û ji her cureyê re stûnek bide. Rêza destpêkê (I) tîrêjiyan (an zextên parçeyî) berî ku reaksiyon biguhere digire. Rêza guherînê (C) digire ka her yek çiqas bilind an nizm dibe. Rêza hevsengiyê (E) berhevoka her du rêzên pêşîn e.

Rêza guherînê ew e ku kîmya lê dijî. Her nivîsek pirjimareke nenaseke yekane, x, ye, û pirjimar hevberên hevkêşeya hevseng in. Ji bo 2 SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 SO₃(g) ku ber bi pêş ve diçe, guherîn −2x, −x û +2x ne. Dema reaksiyon ber bi pêş ve diçe reaktant winda dikin û berhem bi dest dixin; dema berovajî diçe nîşan berovajî dibin.

Ji bo Kc tîrêjiyên molar û ji bo Kp zextên parçeyî bi kar bîne. Req û şilavên paqij di vegotina hevsengiyê de xuya nabin, ji ber vê yekê wan ji tabloyê jî derxe. Berî ku rêza destpêkê dagirî, her molan bi dabeşkirina bi hecma konteynirê bo tîrêjiyan veguherîne.

Hilbijartina arasteya guherînê bi Q

Berî ku nîşanan diyar bikî, biryar bide ka reaksiyon divê ber bi kîjan alî ve biçe. Qûsyenta reaksiyonê Q ji nirxên destpêkê hesab bike, bi heman forma vegotina K. Heke Q ji K kêmtir be, berhem pir kêm in û reaksiyon ber bi pêş ve diçe. Heke Q ji K mezintir be, ew berovajî diçe. Heke Q bi K re wekhev be, tevlihevî jixwe di hevsengiyê de ye û tiştek naguhere.

Dema berhemek bi sifirê dest pê dike, Q sifir e û reaksiyon divê ber bi pêş ve biçe, ji ber vê yekê tu dikarî hesabê derbas bikî. Dema her cure hene, Q hesab bike. Bo nimûne, reaksiyona trîoksîda kewgirdê bi Kc = 37.0 (ku di beşa din de tê dîtin) û tevliheviyeke bi [SO₂] = 0.100 M, [O₂] = 0.050 M û [SO₃] = 0.500 M bigire. Q = (0.500)² / ((0.100)² × 0.050) = 500. Q ji K mezintir e, ji ber vê yekê SO₃ hildiweşe heta ku nisbet dadikeve 37.0.

Mînaka çareserkirî: K ji yek tîrêjiya pîvandî

Carinan nenas K bi xwe ye. Bifikire ku keştiyek bi [SO₂] = 0.400 M û [O₂] = 0.200 M û bê SO₃ dest pê dike, û di hevsengiyê de [SO₃] wekî 0.250 M tê pîvandin. Ev nirx ji bo vê rêberê hatine avakirin da ku rêbazê nîşan bidin; ew ne daneyên ji çavkaniyan in.

SO₃ ji 0 çû 0.250 M, ji ber vê yekê 2x = 0.250 û x = 0.125 M. Her guherîneke din ji hevberan tê: SO₂ bi 2x = 0.250 M dadikeve 0.150 M, û O₂ bi x = 0.125 M dadikeve 0.075 M. Paşê Kc = [SO₃]² / ([SO₂]²[O₂]) = (0.250)² / ((0.150)² × 0.075) = 37.0. Yek tîrêjiya pîvandî plus stoyîkîyometrî têra diyarkirina her sêyan kir.

Mînaka çareserkirî: dema hevkêşe çargoşeyeke bêkêmasî ye

Ji bo H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2 HI(g), Kc = 50.5 bi kar bîne, nirxa ku OpenStax Chemistry 2e beşa 13.4 ji bo vê reaksiyonê di şertên mînaka xwe de bi kar tîne. Bi [H₂] = [I₂] = 0.500 M û bê HI dest pê bike. Q sifir e, ji ber vê yekê reaksiyon ber bi pêş ve diçe. Tablo ji bo her reaktantê nirxên hevsengiyê yên 0.500 − x û ji bo HI 2x dide.

Vegotin 50.5 = (2x)² / (0.500 − x)² e. Her du alî çargoşeyên bêkêmasî ne, ji ber vê yekê li şûna firehkirinê koka çargoşe bigire: 7.106 = 2x / (0.500 − x). Ji nû ve rêzkirin x = 0.500 × 7.106 / (2 + 7.106) = 0.390 M dide. Di hevsengiyê de [H₂] = [I₂] = 0.110 M û [HI] = 0.780 M. Kontrol: (0.780)² / (0.110)² = 50.3, ku di nav bidorkirina tîrêjiyan de bi 50.5 re li hev tê.

Kurtebira koka çargoşe tenê dema vegotin çargoşeyeke bêkêmasî ye dixebite, ku li vir mîqdarên destpêkê yên wekhev ên her du reaktantan hewce dike. Bi mîqdarên newekhev divê tu hevkêşeyeke çargoşeyî çareser bikî.

Mînaka çareserkirî: çareserkirina hevkêşeya çargoşeyî ya temam

Ji bo PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g), OpenStax beşa 13.4 Kc = 0.0211 bi kar tîne. Bi [PCl₅] = 0.400 M û [Cl₂] = 0.100 M lê bê PCl₃ dest pê bike. Q sifir e, ji ber vê yekê reaksiyon ber bi pêş ve diçe. Nirxên hevsengiyê 0.400 − x, x û 0.100 + x ne.

Bi cih bike: 0.0211 = x(0.100 + x) / (0.400 − x). Pir bike û termên wekhev kom bike da ku x² + 0.1211x − 0.00844 = 0 bistînî. Formula çargoşeyî x = 0.0495 an x = −0.171 dide. Koka neyînî dê [PCl₃] neyînî bike, ji ber vê yekê wê red bike. Di hevsengiyê de [PCl₅] = 0.351 M, [PCl₃] = 0.0495 M û [Cl₂] = 0.150 M. Bicihkirina paşve 0.0211 dide, ji ber vê yekê bersiv rast derdikeve.

Bala xwe bide ku Cl₂ ya ku berê hebû reaksiyon paşve girt. Bi destpêkirina tenê ji 0.400 M PCl₅, heman K x = 0.0819 M dide, ji ber vê yekê berhema zêdekirî asta hilweşînê kêm kir, wekî ku prensîba Le Chatelier pêşbîn dike.

Dema x piçûk e: nêzîkbûn û kontrola ji sedî 5

Dema K piçûk e û tîrêjiyên destpêkê ne piçûk in, reaksiyon bi zorê diçe, û 0.0400 − x hema hema tam 0.0400 e. Avêtina x ji wan termên hevkêşeyeke çargoşeyî dike hesabekê yek-gavî. Nêzîkbûn tê qebûlkirin dema x ji 5 ji sedî ya tîrêjiya ku jê hatiye jêkirin kêmtir e.

Mînaka çareserkirî. Ji bo N₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 NO(g), OpenStax beşa 13.4 di 2000 °C de Kc = 4.1 × 10⁻⁴ dide. Bi [N₂] = 0.0400 M û [O₂] = 0.0100 M dest pê bike. Wê demê 4.1 × 10⁻⁴ = (2x)² / ((0.0400 − x)(0.0100 − x)). Nêzîk bike: 4x² = 4.1 × 10⁻⁴ × 0.0400 × 0.0100, ji ber vê yekê x = 2.0 × 10⁻⁴ M û [NO] = 2x = 4.0 × 10⁻⁴ M. Li hember nirxa destpêkê ya piçûktir kontrol bike: 2.0 × 10⁻⁴ / 0.0100 = 2 ji sedî, di bin 5 ji sedî de. Hevkêşeya çargoşeyî ya tam heman [NO] heta du reqemên girîng dide.

Nêzîkbûn têk diçe dema K li gorî tîrêjiyan ne piçûk e. Ji bo PCl₅ bi tenê di 0.400 M de bi Kc = 0.0211, texmînkirina ku x piçûk e x = 0.092 M dide, ku 23 ji sedî ya 0.400 ye. Bersiva tam 0.0819 M e, ji ber vê yekê kurtebir dê nêzîkî 12 ji sedî pir bilind bûya. Her gav kontrolê bike; qet texmîn neke.

Zextên parçeyî û reaksiyona berovajî

Tabloyeke ICE bi zextên parçeyî û Kp re bi heman awayî dixebite. Ji bo reaksiyonekê bê guherîn di hejmara molên gazê de, Kp bi Kc re wekhev e. Ev ji bo hevsengiya hîdrojen îyodîdê rast e, ku li her aliyekî du molên gazê hene.

Mînaka çareserkirî. HI ya paqij di keştiyekê de di 2.00 atm de tê danîn û tê hiştin ku hilweşe: 2 HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g). Ev berovajiya reaksiyona li jor e, ji ber vê yekê sabîta wê 1/50.5 = 0.0198 e. Guherîn ji bo HI −2x û ji bo her berhemê +x ne. Wê demê 0.0198 = x² / (2.00 − 2x)². Bi girtina koka çargoşe, 0.1407 = x / (2.00 − 2x), ku x = 0.220 atm dide. Di hevsengiyê de P(H₂) = P(I₂) = 0.220 atm û P(HI) = 1.56 atm.

Şaşiyên tabloya ICE û çawa wan bigirî

Kontroleke dawî hema hema her xeletiyê digire: nirxên hevsengiyê vegerîne nav vegotina K û piştrast bike ku tu K heta rastiya daneyan bi dest dixî.

• Danîna molan di tabloyê de dema konteynir ne 1 L e. Pêşî bi hecmê dabeş bike.
• Bikaranîna 1 ji bo her hevberê di rêza guherînê de, bo nimûne −x li şûna −2x ji bo SO₂.
• Ji bîrkirina çargoşekirin an kûbkirina termekê di vegotina K de da ku bi hevberê wê re li hev bê.
• Texmîna ku reaksiyon ber bi pêş ve diçe dema berhem di destpêkê de hene. Q hesab bike.
• Hiştina kokekê ku her tîrêjiyekê neyînî an ji ya ku bi fîzîkî mimkûn e mezintir dike.
• Avêtina x bêyî kontrolkirina ku ew di bin 5 ji sedî ya nirxa destpêkê de ye.
• Tevlîkirina reqeke an şilaveke paqij di tabloyê an di vegotinê de.
• Bikaranîna K ji bo reaksiyona pêşve dema pirsgirêk berovajî hatiye nivîsandin. Berovajîkirina reaksiyonekê K berovajî dike.