ICE പട്ടികകൾ: സന്തുലനം ഘട്ടം ഘട്ടമായി നിർധാരണം ചെയ്യൽ

ഒരു ICE പട്ടികയിലെ മൂന്ന് വരികൾ എന്ത് രേഖപ്പെടുത്തുന്നു

ICE എന്നത് Initial (പ്രാരംഭം), Change (മാറ്റം), Equilibrium (സന്തുലനം) എന്നിവയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. സമീകൃത സമവാക്യം മുകളിൽ കുറുകെ എഴുതി ഓരോ സ്പീഷീസിനും സ്വന്തം നിര നൽകുക. അഭിക്രിയ മാറുന്നതിനു മുമ്പുള്ള സാന്ദ്രതകൾ (അല്ലെങ്കിൽ ആംശിക മർദങ്ങൾ) Initial വരിയിൽ വരുന്നു. ഓരോന്നും എത്ര കൂടുന്നു അല്ലെങ്കിൽ കുറയുന്നു എന്നത് Change വരിയിൽ വരുന്നു. ആദ്യ രണ്ടിന്റെയും തുകയാണ് Equilibrium വരി.

രസതന്ത്രം ഇരിക്കുന്നത് Change വരിയിലാണ്. ഓരോ എൻട്രിയും x എന്ന ഒരൊറ്റ അജ്ഞാതത്തിന്റെ ഗുണിതമാണ്, ഗുണിതങ്ങൾ സമീകൃത സമവാക്യത്തിലെ ഗുണാങ്കങ്ങളാണ്. മുന്നോട്ട് നടക്കുന്ന 2 SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 SO₃(g)-ന് മാറ്റങ്ങൾ −2x, −x, +2x ആണ്. അഭിക്രിയ മുന്നോട്ട് നടക്കുമ്പോൾ അഭികാരകങ്ങൾ കുറയുകയും ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ കൂടുകയും ചെയ്യുന്നു; പിന്നോട്ട് നടക്കുമ്പോൾ ചിഹ്നങ്ങൾ മറിയുന്നു.

Kc-ക്ക് മോളാർ സാന്ദ്രതകളും Kp-ക്ക് ആംശിക മർദങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുക. ശുദ്ധ ഖരങ്ങളും ശുദ്ധ ദ്രാവകങ്ങളും സന്തുലന പദപ്രയോഗത്തിൽ വരുന്നില്ല, അതിനാൽ അവയെ പട്ടികയിൽ നിന്നും ഒഴിവാക്കുക. Initial വരി പൂരിപ്പിക്കുന്നതിനു മുമ്പ് ഏതൊരു മോളുകളെയും പാത്രത്തിന്റെ വ്യാപ്തം കൊണ്ട് ഹരിച്ച് സാന്ദ്രതകളാക്കി മാറ്റുക.

Q ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റത്തിന്റെ ദിശ തിരഞ്ഞെടുക്കൽ

ചിഹ്നങ്ങൾ നൽകുന്നതിനു മുമ്പ്, അഭിക്രിയ ഏത് വഴിക്ക് പോകണമെന്ന് തീരുമാനിക്കുക. K പദപ്രയോഗത്തിന്റെ അതേ രൂപം ഉപയോഗിച്ച് പ്രാരംഭ മൂല്യങ്ങളിൽ നിന്ന് അഭിക്രിയാ ഹരണഫലം Q കണക്കാക്കുക. Q, K-യെക്കാൾ കുറവാണെങ്കിൽ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ വളരെ കുറവാണ്, അഭിക്രിയ മുന്നോട്ട് നടക്കുന്നു. Q, K-യെക്കാൾ കൂടുതലാണെങ്കിൽ അത് പിന്നോട്ട് നടക്കുന്നു. Q, K-ക്ക് തുല്യമാണെങ്കിൽ മിശ്രിതം ഇതിനകം സന്തുലനത്തിലാണ്, ഒന്നും മാറുന്നില്ല.

ഒരു ഉൽപ്പന്നം പൂജ്യത്തിൽ തുടങ്ങുമ്പോൾ Q പൂജ്യമാണ്, അഭിക്രിയ മുന്നോട്ട് നടക്കണം, അതിനാൽ കണക്കുകൂട്ടൽ ഒഴിവാക്കാം. എല്ലാ സ്പീഷീസുകളും ഉള്ളപ്പോൾ Q കണക്കാക്കുക. ഉദാഹരണത്തിന്, Kc = 37.0 ഉള്ള (അടുത്ത വിഭാഗത്തിൽ കണ്ടെത്തുന്ന) സൾഫർ ട്രൈ ഓക്സൈഡ് അഭിക്രിയയും [SO₂] = 0.100 M, [O₂] = 0.050 M, [SO₃] = 0.500 M ഉള്ള ഒരു മിശ്രിതവും എടുക്കുക. Q = (0.500)² / ((0.100)² × 0.050) = 500. Q, K-യെക്കാൾ വലുതാണ്, അതിനാൽ അനുപാതം 37.0-ലേക്ക് താഴുന്നതുവരെ SO₃ വിഘടിക്കുന്നു.

ഉദാഹരണം: അളന്ന ഒരു സാന്ദ്രതയിൽ നിന്ന് K

ചിലപ്പോൾ അജ്ഞാതം K തന്നെയാണ്. ഒരു പാത്രം [SO₂] = 0.400 M, [O₂] = 0.200 M എന്നിവയോടെയും SO₃ ഇല്ലാതെയും തുടങ്ങുന്നുവെന്നും സന്തുലനത്തിൽ [SO₃] 0.250 M ആയി അളക്കുന്നുവെന്നും കരുതുക. രീതി കാണിക്കാനായി ഈ ഗൈഡിനുവേണ്ടി നിർമിച്ച മൂല്യങ്ങളാണിവ; ഇവ ഗ്രന്ഥ ഡാറ്റയല്ല.

SO₃ 0-ൽ നിന്ന് 0.250 M-ലേക്ക് പോയി, അതിനാൽ 2x = 0.250, x = 0.125 M. മറ്റ് ഓരോ മാറ്റവും ഗുണാങ്കങ്ങളിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിയുന്നു: SO₂ 2x = 0.250 M കുറഞ്ഞ് 0.150 M ആകുന്നു, O₂ x = 0.125 M കുറഞ്ഞ് 0.075 M ആകുന്നു. അപ്പോൾ Kc = [SO₃]² / ([SO₂]²[O₂]) = (0.250)² / ((0.150)² × 0.075) = 37.0. അളന്ന ഒരു സാന്ദ്രതയും സ്റ്റോയ്ക്കിയോമെട്രിയും മൂന്നും നിശ്ചയിക്കാൻ മതിയായിരുന്നു.

ഉദാഹരണം: സമവാക്യം ഒരു പൂർണ വർഗമാകുമ്പോൾ

H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2 HI(g)-ന്, OpenStax Chemistry 2e വിഭാഗം 13.4 അതിന്റെ ഉദാഹരണത്തിലെ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഈ അഭിക്രിയയ്ക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്ന മൂല്യമായ Kc = 50.5 ഉപയോഗിക്കുക. [H₂] = [I₂] = 0.500 M-ലും HI ഇല്ലാതെയും തുടങ്ങുക. Q പൂജ്യമാണ്, അതിനാൽ അഭിക്രിയ മുന്നോട്ട് നടക്കുന്നു. പട്ടിക ഓരോ അഭികാരകത്തിനും 0.500 − x-ഉം HI-ക്ക് 2x-ഉം സന്തുലന മൂല്യങ്ങൾ നൽകുന്നു.

പദപ്രയോഗം 50.5 = (2x)² / (0.500 − x)² ആണ്. ഇരുവശവും പൂർണ വർഗങ്ങളാണ്, അതിനാൽ വികസിപ്പിക്കുന്നതിന് പകരം വർഗമൂലം എടുക്കുക: 7.106 = 2x / (0.500 − x). പുനഃക്രമീകരിക്കുമ്പോൾ x = 0.500 × 7.106 / (2 + 7.106) = 0.390 M. സന്തുലനത്തിൽ [H₂] = [I₂] = 0.110 M, [HI] = 0.780 M. പരിശോധന: (0.780)² / (0.110)² = 50.3, ഇത് സാന്ദ്രതകളുടെ റൗണ്ടിങ്ങിനുള്ളിൽ 50.5-നോട് യോജിക്കുന്നു.

പദപ്രയോഗം ഒരു പൂർണ വർഗമാകുമ്പോൾ മാത്രമേ വർഗമൂല കുറുക്കുവഴി പ്രവർത്തിക്കൂ; ഇവിടെ അതിന് രണ്ട് അഭികാരകങ്ങളുടെയും തുല്യ പ്രാരംഭ അളവുകൾ വേണം. അസമമായ അളവുകളിൽ ദ്വിമാന സമവാക്യം നിർധാരണം ചെയ്യണം.

ഉദാഹരണം: പൂർണ ദ്വിമാന സമവാക്യം നിർധാരണം ചെയ്യൽ

PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g)-ന് OpenStax വിഭാഗം 13.4 Kc = 0.0211 ഉപയോഗിക്കുന്നു. [PCl₅] = 0.400 M, [Cl₂] = 0.100 M എന്നിവയോടെയും PCl₃ ഇല്ലാതെയും തുടങ്ങുക. Q പൂജ്യമാണ്, അതിനാൽ അഭിക്രിയ മുന്നോട്ട് നടക്കുന്നു. സന്തുലന മൂല്യങ്ങൾ 0.400 − x, x, 0.100 + x ആണ്.

പ്രതിസ്ഥാപിക്കുക: 0.0211 = x(0.100 + x) / (0.400 − x). ഗുണിച്ച് പദങ്ങൾ ശേഖരിക്കുമ്പോൾ x² + 0.1211x − 0.00844 = 0 ലഭിക്കുന്നു. ദ്വിമാന സൂത്രവാക്യം x = 0.0495 അല്ലെങ്കിൽ x = −0.171 നൽകുന്നു. നെഗറ്റീവ് മൂലം [PCl₃]-നെ നെഗറ്റീവ് ആക്കും, അതിനാൽ അത് തള്ളിക്കളയുക. സന്തുലനത്തിൽ [PCl₅] = 0.351 M, [PCl₃] = 0.0495 M, [Cl₂] = 0.150 M. തിരികെ പ്രതിസ്ഥാപിക്കുമ്പോൾ 0.0211 ലഭിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഉത്തരം ശരിയാണ്.

ഇതിനകം ഉണ്ടായിരുന്ന Cl₂ അഭിക്രിയയെ പിന്നോട്ട് പിടിച്ചുനിർത്തിയെന്ന് ശ്രദ്ധിക്കുക. 0.400 M PCl₅ മാത്രം ഉപയോഗിച്ച് തുടങ്ങിയാൽ അതേ K, x = 0.0819 M നൽകുന്നു; അതിനാൽ ലെ ഷാറ്റ്‌ലിയർ തത്ത്വം പ്രവചിക്കുന്നതുപോലെ, ചേർത്ത ഉൽപ്പന്നം വിഘടനത്തിന്റെ വ്യാപ്തി കുറച്ചു.

x ചെറുതാകുമ്പോൾ: ഏകദേശനവും 5 ശതമാന പരിശോധനയും

K ചെറുതും പ്രാരംഭ സാന്ദ്രതകൾ ചെറുതല്ലാത്തതുമാകുമ്പോൾ അഭിക്രിയ കഷ്ടിച്ചേ നീങ്ങുന്നുള്ളൂ, 0.0400 − x ഏതാണ്ട് കൃത്യമായി 0.0400 ആണ്. ആ പദങ്ങളിൽ നിന്ന് x ഒഴിവാക്കുന്നത് ഒരു ദ്വിമാന സമവാക്യത്തെ ഒറ്റ ഘട്ട കണക്കുകൂട്ടലാക്കുന്നു. x, അത് കുറച്ച സാന്ദ്രതയുടെ 5 ശതമാനത്തിൽ താഴെയാകുമ്പോൾ ഈ ഏകദേശനം സ്വീകരിക്കുന്നു.

ഉദാഹരണം. N₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 NO(g)-ന് OpenStax വിഭാഗം 13.4, 2000 °C-ൽ Kc = 4.1 × 10⁻⁴ നൽകുന്നു. [N₂] = 0.0400 M, [O₂] = 0.0100 M എന്നിവയോടെ തുടങ്ങുക. അപ്പോൾ 4.1 × 10⁻⁴ = (2x)² / ((0.0400 − x)(0.0100 − x)). ഏകദേശനം ചെയ്യുക: 4x² = 4.1 × 10⁻⁴ × 0.0400 × 0.0100, അതിനാൽ x = 2.0 × 10⁻⁴ M, [NO] = 2x = 4.0 × 10⁻⁴ M. ചെറിയ പ്രാരംഭ മൂല്യവുമായി പരിശോധിക്കുക: 2.0 × 10⁻⁴ / 0.0100 = 2 ശതമാനം, 5 ശതമാനത്തിന് താഴെ. കൃത്യമായ ദ്വിമാന സമവാക്യം രണ്ട് സാർഥക അക്കങ്ങളിലേക്ക് അതേ [NO] നൽകുന്നു.

സാന്ദ്രതകളെ അപേക്ഷിച്ച് K ചെറുതല്ലാത്തപ്പോൾ ഏകദേശനം പരാജയപ്പെടുന്നു. Kc = 0.0211 ഉള്ള 0.400 M PCl₅ മാത്രം ആകുമ്പോൾ x ചെറുതാണെന്ന് അനുമാനിച്ചാൽ x = 0.092 M ലഭിക്കുന്നു, ഇത് 0.400-ന്റെ 23 ശതമാനമാണ്. കൃത്യമായ ഉത്തരം 0.0819 M ആണ്, അതിനാൽ കുറുക്കുവഴി ഏകദേശം 12 ശതമാനം കൂടുതലായിരിക്കും. എപ്പോഴും പരിശോധന നടത്തുക; ഒരിക്കലും അനുമാനിക്കരുത്.

ആംശിക മർദങ്ങളും വിപരീത അഭിക്രിയയും

ആംശിക മർദങ്ങളും Kp-യും ഉപയോഗിച്ചും ICE പട്ടിക അതേ രീതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. വാതക മോളുകളുടെ എണ്ണത്തിൽ മാറ്റമില്ലാത്ത അഭിക്രിയയ്ക്ക് Kp, Kc-ക്ക് തുല്യമാണ്. ഇരുവശത്തും രണ്ട് മോൾ വാതകമുള്ള ഹൈഡ്രജൻ അയോഡൈഡ് സന്തുലനത്തിന് ഇത് ശരിയാണ്.

ഉദാഹരണം. ശുദ്ധ HI ഒരു പാത്രത്തിൽ 2.00 atm-ൽ വച്ച് വിഘടിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു: 2 HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g). ഇത് മുകളിലെ അഭിക്രിയയുടെ വിപരീതമാണ്, അതിനാൽ അതിന്റെ സ്ഥിരാങ്കം 1/50.5 = 0.0198 ആണ്. മാറ്റങ്ങൾ HI-ക്ക് −2x-ഉം ഓരോ ഉൽപ്പന്നത്തിനും +x-ഉം ആണ്. അപ്പോൾ 0.0198 = x² / (2.00 − 2x)². വർഗമൂലം എടുക്കുമ്പോൾ 0.1407 = x / (2.00 − 2x), ഇത് x = 0.220 atm നൽകുന്നു. സന്തുലനത്തിൽ P(H₂) = P(I₂) = 0.220 atm, P(HI) = 1.56 atm.

ICE-പട്ടിക പിഴവുകളും അവ എങ്ങനെ കണ്ടെത്താം

ഒരു അന്തിമ പരിശോധന മിക്കവാറും എല്ലാ പിശകുകളും പിടികൂടുന്നു: സന്തുലന മൂല്യങ്ങൾ K പദപ്രയോഗത്തിൽ തിരികെ പ്രതിസ്ഥാപിച്ച്, ഡാറ്റയുടെ കൃത്യതയിൽ K തിരികെ ലഭിക്കുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കുക.

• പാത്രം 1 L അല്ലാത്തപ്പോൾ പട്ടികയിൽ മോളുകൾ ഇടൽ. ആദ്യം വ്യാപ്തം കൊണ്ട് ഹരിക്കുക.
• Change വരിയിൽ ഓരോ ഗുണാങ്കത്തിനും 1 ഉപയോഗിക്കൽ, ഉദാഹരണത്തിന് SO₂-ന് −2x-ന് പകരം −x.
• K പദപ്രയോഗത്തിലെ ഒരു പദത്തെ അതിന്റെ ഗുണാങ്കവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുത്താൻ വർഗമോ ഘനമോ ആക്കാൻ മറക്കൽ.
• തുടക്കത്തിൽ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ഉള്ളപ്പോൾ അഭിക്രിയ മുന്നോട്ട് നടക്കുന്നുവെന്ന് അനുമാനിക്കൽ. Q കണക്കാക്കുക.
• ഏതെങ്കിലും സാന്ദ്രതയെ നെഗറ്റീവോ ഭൗതികമായി സാധ്യമായതിലും വലുതോ ആക്കുന്ന ഒരു മൂലം നിലനിർത്തൽ.
• പ്രാരംഭ മൂല്യത്തിന്റെ 5 ശതമാനത്തിന് താഴെയാണെന്ന് പരിശോധിക്കാതെ x ഒഴിവാക്കൽ.
• ഒരു ശുദ്ധ ഖരമോ ദ്രാവകമോ പട്ടികയിലോ പദപ്രയോഗത്തിലോ ഉൾപ്പെടുത്തൽ.
• പ്രശ്നം വിപരീതമായി എഴുതിയിരിക്കുമ്പോൾ മുന്നോട്ടുള്ള അഭിക്രിയയുടെ K ഉപയോഗിക്കൽ. ഒരു അഭിക്രിയ തിരിച്ചിടുന്നത് K-യെ വ്യുൽക്രമമാക്കുന്നു.