ICE ဇယားများ- မျှခြေအတွက် အဆင့်လိုက် ဖြေရှင်းခြင်း

ICE ဇယား၏ အတန်း သုံးတန်းက မှတ်တမ်းတင်သည့်အရာ

ICE သည် Initial (ကနဦး)၊ Change (ပြောင်းလဲမှု) နှင့် Equilibrium (မျှခြေ) ကို ကိုယ်စားပြုသည်။ ချိန်ညှိထားသော ညီမျှခြင်းကို အပေါ်တွင် ရေးပြီး အမျိုးအစားတစ်ခုစီကို ကိုယ်ပိုင်ကော်လံ ပေးပါ။ ကနဦးအတန်းတွင် ဓာတ်ပြုမှု မရွေ့မီ ပြင်းအားများ (သို့မဟုတ် ပိုင်းခြားဖိအားများ) ကို ထားသည်။ ပြောင်းလဲမှုအတန်းတွင် တစ်ခုစီ မည်မျှ တက် သို့မဟုတ် ကျသည်ကို ထားသည်။ မျှခြေအတန်းသည် ပထမ နှစ်တန်း၏ ပေါင်းလဒ် ဖြစ်သည်။

ပြောင်းလဲမှုအတန်းသည် ဓာတုဗေဒ တည်ရှိရာ ဖြစ်သည်။ ထည့်သွင်းချက်တိုင်းသည် မသိကိန်း x တစ်ခုတည်း၏ ဆတိုးကိန်း ဖြစ်ပြီး ဆတိုးကိန်းများသည် ချိန်ညှိထားသော ညီမျှခြင်း၏ ကိန်းများ ဖြစ်သည်။ ရှေ့သို့ ဖြစ်နေသော 2 SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 SO₃(g) အတွက် ပြောင်းလဲမှုများမှာ −2x, −x နှင့် +2x ဖြစ်သည်။ ဓာတ်ပြုမှု ရှေ့သို့ ဖြစ်သောအခါ ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများ ဆုံးရှုံးပြီး ထုတ်ကုန်များ ရရှိသည်၊ ပြောင်းပြန် ဖြစ်သောအခါ သင်္ကေတများ ပြောင်းပြန်ဖြစ်သည်။

Kc အတွက် မိုလာပြင်းအားများနှင့် Kp အတွက် ပိုင်းခြားဖိအားများကို အသုံးပြုပါ။ သန့်စင်သော အစိုင်အခဲများနှင့် သန့်စင်သော အရည်များသည် မျှခြေဖော်ပြချက်တွင် မပါသောကြောင့် ၎င်းတို့ကို ဇယားမှလည်း ချန်ထားပါ။ ကနဦးအတန်းကို မဖြည့်မီ မိုလ်မှန်သမျှကို ကွန်တိန်နာထုထည်ဖြင့် စား၍ ပြင်းအားများသို့ ပြောင်းပါ။

Q ဖြင့် ပြောင်းလဲမှု၏ ဦးတည်ရာကို ရွေးချယ်ခြင်း

သင်္ကေတများကို မသတ်မှတ်မီ ဓာတ်ပြုမှု မည်သည့်ဘက်သို့ သွားရမည်ကို ဆုံးဖြတ်ပါ။ K ဖော်ပြချက်နှင့် တူညီသော ပုံစံကို အသုံးပြု၍ ကနဦးတန်ဖိုးများမှ ဓာတ်ပြုမှုလဒ် Q ကို တွက်ချက်ပါ။ Q သည် K ထက် ငယ်လျှင် ထုတ်ကုန် နည်းလွန်းပြီး ဓာတ်ပြုမှုသည် ရှေ့သို့ သွားသည်။ Q သည် K ထက် ကြီးလျှင် ၎င်းသည် ပြောင်းပြန် သွားသည်။ Q သည် K နှင့် ညီမျှလျှင် ရောနှောမှုသည် မျှခြေတွင် ရှိပြီးသားဖြစ်ပြီး ဘာမျှ မပြောင်းလဲပါ။

ထုတ်ကုန်တစ်ခုသည် သုညမှ စတင်လျှင် Q သည် သုညဖြစ်ပြီး ဓာတ်ပြုမှုသည် ရှေ့သို့ သွားရမည်ဖြစ်သောကြောင့် တွက်ချက်မှုကို ကျော်နိုင်သည်။ အမျိုးအစားတိုင်း ရှိနေလျှင် Q ကို တွက်ချက်ပါ။ ဥပမာ Kc = 37.0 (နောက်အပိုင်းတွင် ရှာထားသည်) ရှိသော ဆာလဖာထရိုင်အောက်ဆိုက် ဓာတ်ပြုမှုနှင့် [SO₂] = 0.100 M, [O₂] = 0.050 M နှင့် [SO₃] = 0.500 M ရှိသော ရောနှောမှုကို ယူပါ။ Q = (0.500)² / ((0.100)² × 0.050) = 500။ Q သည် K ထက် ကြီးသောကြောင့် အချိုးသည် 37.0 သို့ ကျသည်အထိ SO₃ ပြိုကွဲသည်။

နမူနာတွက်ချက်မှု- တိုင်းတာထားသော ပြင်းအားတစ်ခုမှ K

ရံဖန်ရံခါ မသိကိန်းသည် K ကိုယ်တိုင် ဖြစ်သည်။ ကွန်တိန်နာတစ်ခုသည် [SO₂] = 0.400 M နှင့် [O₂] = 0.200 M ဖြင့် SO₃ မပါဘဲ စတင်ပြီး မျှခြေတွင် [SO₃] ကို 0.250 M ဟု တိုင်းတာသည်ဟု ယူဆပါ။ ဤတန်ဖိုးများကို နည်းလမ်းကို ပြသရန် ဤလမ်းညွှန်အတွက် တည်ဆောက်ထားခြင်းဖြစ်ပြီး စာပေဒေတာ မဟုတ်ပါ။

SO₃ သည် 0 မှ 0.250 M သို့ ပြောင်းသွားသောကြောင့် 2x = 0.250 နှင့် x = 0.125 M ဖြစ်သည်။ အခြားပြောင်းလဲမှုတိုင်းသည် ကိန်းများမှ ဆင်းသက်လာသည်- SO₂ သည် 2x = 0.250 M လျော့ပြီး 0.150 M ဖြစ်ကာ O₂ သည် x = 0.125 M လျော့ပြီး 0.075 M ဖြစ်သည်။ ထို့နောက် Kc = [SO₃]² / ([SO₂]²[O₂]) = (0.250)² / ((0.150)² × 0.075) = 37.0။ တိုင်းတာထားသော ပြင်းအားတစ်ခုနှင့် စတိုင်ခီယိုမက်ထရီသည် သုံးခုလုံးကို သတ်မှတ်ရန် လုံလောက်ခဲ့သည်။

နမူနာတွက်ချက်မှု- ညီမျှခြင်းသည် ပြည့်စုံသော နှစ်ထပ်ကိန်း ဖြစ်သည့်အခါ

H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2 HI(g) အတွက် OpenStax Chemistry 2e အပိုင်း 13.4 က ၎င်း၏ ဥပမာ၏ အခြေအနေများအောက်တွင် ဤဓာတ်ပြုမှုအတွက် အသုံးပြုသော တန်ဖိုး Kc = 50.5 ကို အသုံးပြုပါ။ [H₂] = [I₂] = 0.500 M နှင့် HI မပါဘဲ စတင်ပါ။ Q သည် သုည ဖြစ်သောကြောင့် ဓာတ်ပြုမှုသည် ရှေ့သို့ သွားသည်။ ဇယားက ဓာတ်ပြုပစ္စည်းတစ်ခုစီအတွက် 0.500 − x နှင့် HI အတွက် 2x ဟူသော မျှခြေတန်ဖိုးများကို ပေးသည်။

ဖော်ပြချက်မှာ 50.5 = (2x)² / (0.500 − x)² ဖြစ်သည်။ နှစ်ဖက်စလုံးသည် ပြည့်စုံသော နှစ်ထပ်ကိန်းများ ဖြစ်သောကြောင့် ချဲ့ထွင်မည့်အစား နှစ်ထပ်ကိန်းရင်းကို ယူပါ- 7.106 = 2x / (0.500 − x)။ ပြန်စီလျှင် x = 0.500 × 7.106 / (2 + 7.106) = 0.390 M ရသည်။ မျှခြေတွင် [H₂] = [I₂] = 0.110 M နှင့် [HI] = 0.780 M ဖြစ်သည်။ စစ်ဆေးချက်- (0.780)² / (0.110)² = 50.3 ဖြစ်ပြီး ပြင်းအားများ၏ အနီးစပ်ဆုံးယူမှုအတွင်း 50.5 နှင့် ကိုက်ညီသည်။

နှစ်ထပ်ကိန်းရင်း အတိုကောက်နည်းသည် ဖော်ပြချက်သည် ပြည့်စုံသော နှစ်ထပ်ကိန်း ဖြစ်မှသာ အလုပ်ဖြစ်ပြီး ဤနေရာတွင် ၎င်းသည် ဓာတ်ပြုပစ္စည်း နှစ်ခု၏ ညီမျှသော စတင်ပမာဏများ လိုအပ်သည်။ ပမာဏ မညီမျှလျှင် ကွာဒရက်တစ်ညီမျှခြင်းကို ဖြေရှင်းရမည်။

နမူနာတွက်ချက်မှု- ကွာဒရက်တစ်ညီမျှခြင်း အပြည့်ကို ဖြေရှင်းခြင်း

PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g) အတွက် OpenStax အပိုင်း 13.4 က Kc = 0.0211 ကို အသုံးပြုသည်။ [PCl₅] = 0.400 M နှင့် [Cl₂] = 0.100 M ဖြင့် PCl₃ မပါဘဲ စတင်ပါ။ Q သည် သုည ဖြစ်သောကြောင့် ဓာတ်ပြုမှုသည် ရှေ့သို့ သွားသည်။ မျှခြေတန်ဖိုးများမှာ 0.400 − x, x နှင့် 0.100 + x ဖြစ်သည်။

အစားသွင်းပါ- 0.0211 = x(0.100 + x) / (0.400 − x)။ မြှောက်ချဲ့ပြီး ပုဒ်မများကို စုလျှင် x² + 0.1211x − 0.00844 = 0 ရသည်။ ကွာဒရက်တစ် ဖော်မြူလာက x = 0.0495 သို့မဟုတ် x = −0.171 ကို ပေးသည်။ အနုတ်အမြစ်က [PCl₃] ကို အနုတ်ဖြစ်စေမည် ဖြစ်သောကြောင့် ၎င်းကို ပယ်ပါ။ မျှခြေတွင် [PCl₅] = 0.351 M, [PCl₃] = 0.0495 M နှင့် [Cl₂] = 0.150 M ဖြစ်သည်။ ပြန်အစားသွင်းလျှင် 0.0211 ရသောကြောင့် အဖြေ မှန်ကန်သည်။

ရှိနှင့်ပြီးသား Cl₂ က ဓာတ်ပြုမှုကို တားဆီးထားကြောင်း သတိပြုပါ။ 0.400 M PCl₅ တစ်ခုတည်းမှ စတင်လျှင် တူညီသော K က x = 0.0819 M ကို ပေးသောကြောင့် လီရှာတယ်လီယာ၏ မူက ခန့်မှန်းသည့်အတိုင်း ထည့်ထားသော ထုတ်ကုန်က ပြိုကွဲမှု အတိုင်းအတာကို လျော့ချခဲ့သည်။

x ငယ်သည့်အခါ- ခန့်မှန်းချက်နှင့် 5 ရာခိုင်နှုန်း စစ်ဆေးမှု

K ငယ်ပြီး စတင်ပြင်းအားများ မငယ်သည့်အခါ ဓာတ်ပြုမှုသည် မရွေ့သလောက် ဖြစ်ပြီး 0.0400 − x သည် 0.0400 နှင့် အတိအကျနီးပါး တူသည်။ ထိုပုဒ်မများမှ x ကို ဖယ်ထုတ်ခြင်းက ကွာဒရက်တစ်ညီမျှခြင်းကို အဆင့်တစ်ဆင့်တည်း တွက်ချက်မှုအဖြစ် ပြောင်းပေးသည်။ x သည် ၎င်းကို နုတ်ခဲ့သော ပြင်းအား၏ 5 ရာခိုင်နှုန်းထက် ငယ်လျှင် ခန့်မှန်းချက်ကို လက်ခံသည်။

နမူနာတွက်ချက်မှု။ N₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 NO(g) အတွက် OpenStax အပိုင်း 13.4 က 2000 °C တွင် Kc = 4.1 × 10⁻⁴ ကို ပေးသည်။ [N₂] = 0.0400 M နှင့် [O₂] = 0.0100 M ဖြင့် စတင်ပါ။ ထိုအခါ 4.1 × 10⁻⁴ = (2x)² / ((0.0400 − x)(0.0100 − x))။ ခန့်မှန်းပါ- 4x² = 4.1 × 10⁻⁴ × 0.0400 × 0.0100 ဖြစ်သောကြောင့် x = 2.0 × 10⁻⁴ M နှင့် [NO] = 2x = 4.0 × 10⁻⁴ M ဖြစ်သည်။ ပိုငယ်သော စတင်တန်ဖိုးနှင့် စစ်ဆေးပါ- 2.0 × 10⁻⁴ / 0.0100 = 2 ရာခိုင်နှုန်း၊ 5 ရာခိုင်နှုန်းအောက်။ တိကျသော ကွာဒရက်တစ်က အရေးပါသော ဂဏန်း နှစ်လုံးအထိ တူညီသော [NO] ကို ပေးသည်။

K သည် ပြင်းအားများနှင့် နှိုင်းယှဉ်လျှင် မငယ်သည့်အခါ ခန့်မှန်းချက် ပျက်ကွက်သည်။ Kc = 0.0211 ဖြင့် 0.400 M ရှိ PCl₅ တစ်ခုတည်းအတွက် x ငယ်သည်ဟု ယူဆခြင်းက x = 0.092 M ကို ပေးပြီး ၎င်းသည် 0.400 ၏ 23 ရာခိုင်နှုန်း ဖြစ်သည်။ တိကျသော အဖြေမှာ 0.0819 M ဖြစ်သောကြောင့် အတိုကောက်နည်းသည် 12 ရာခိုင်နှုန်းခန့် မြင့်လွန်းမည် ဖြစ်သည်။ စစ်ဆေးမှုကို အမြဲ လုပ်ပါ၊ ဘယ်တော့မှ မယူဆပါနှင့်။

ပိုင်းခြားဖိအားများနှင့် ပြောင်းပြန်ဓာတ်ပြုမှု

ICE ဇယားသည် ပိုင်းခြားဖိအားများနှင့် Kp ဖြင့်လည်း တူညီသော နည်းဖြင့် အလုပ်ဖြစ်သည်။ ဓာတ်ငွေ့မိုလ် အရေအတွက် မပြောင်းလဲသော ဓာတ်ပြုမှုအတွက် Kp သည် Kc နှင့် ညီမျှသည်။ ၎င်းသည် ဘက်တစ်ဖက်စီတွင် ဓာတ်ငွေ့ နှစ်မိုလ်စီရှိသော ဟိုက်ဒရိုဂျင်အိုင်အိုဒိုက် မျှခြေအတွက် မှန်ကန်သည်။

နမူနာတွက်ချက်မှု။ သန့်စင်သော HI ကို 2.00 atm ဖြင့် ကွန်တိန်နာတစ်ခုထဲ ထည့်ပြီး ပြိုကွဲခွင့်ပြုသည်- 2 HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g)။ ၎င်းသည် အထက်ပါ ဓာတ်ပြုမှု၏ ပြောင်းပြန် ဖြစ်သောကြောင့် ၎င်း၏ ကိန်းသေမှာ 1/50.5 = 0.0198 ဖြစ်သည်။ ပြောင်းလဲမှုများမှာ HI အတွက် −2x နှင့် ထုတ်ကုန်တစ်ခုစီအတွက် +x ဖြစ်သည်။ ထိုအခါ 0.0198 = x² / (2.00 − 2x)²။ နှစ်ထပ်ကိန်းရင်းယူလျှင် 0.1407 = x / (2.00 − 2x) ဖြစ်ပြီး x = 0.220 atm ကို ပေးသည်။ မျှခြေတွင် P(H₂) = P(I₂) = 0.220 atm နှင့် P(HI) = 1.56 atm ဖြစ်သည်။

ICE ဇယား ချော်ယွင်းမှုများနှင့် ၎င်းတို့ကို ဖမ်းမိပုံ

နောက်ဆုံးစစ်ဆေးချက်တစ်ခုက အမှားတိုင်းနီးပါးကို ဖမ်းမိသည်- မျှခြေတန်ဖိုးများကို K ဖော်ပြချက်ထဲသို့ ပြန်အစားသွင်းပြီး ဒေတာ၏ တိကျမှုအတိုင်း K ကို ပြန်ရကြောင်း အတည်ပြုပါ။

• ကွန်တိန်နာသည် 1 L မဟုတ်သည့်အခါ ဇယားထဲသို့ မိုလ်ကို ထည့်ခြင်း။ ဦးစွာ ထုထည်ဖြင့် စားပါ။
• ပြောင်းလဲမှုအတန်းတွင် ကိန်းတိုင်းအတွက် 1 ကို အသုံးပြုခြင်း၊ ဥပမာ SO₂ အတွက် −2x အစား −x။
• K ဖော်ပြချက်ရှိ ပုဒ်မတစ်ခုကို ၎င်း၏ ကိန်းနှင့် ကိုက်ညီစေရန် နှစ်ထပ် သို့မဟုတ် သုံးထပ် တင်ရန် မေ့ခြင်း။
• အစတွင် ထုတ်ကုန်များ ရှိနေသည့်အခါ ဓာတ်ပြုမှုသည် ရှေ့သို့ သွားသည်ဟု ယူဆခြင်း။ Q ကို တွက်ချက်ပါ။
• မည်သည့်ပြင်းအားကိုမဆို အနုတ် သို့မဟုတ် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဖြစ်နိုင်သည်ထက် ကြီးစေသော အမြစ်ကို ထားခြင်း။
• x သည် စတင်တန်ဖိုး၏ 5 ရာခိုင်နှုန်းအောက် ဖြစ်ကြောင်း မစစ်ဆေးဘဲ ဖယ်ထုတ်ခြင်း။
• သန့်စင်သော အစိုင်အခဲ သို့မဟုတ် အရည်ကို ဇယားထဲ သို့မဟုတ် ဖော်ပြချက်ထဲ ထည့်သွင်းခြင်း။
• ပုစ္ဆာကို ပြောင်းပြန်ရေးထားသည့်အခါ ရှေ့သို့ဓာတ်ပြုမှုအတွက် K ကို အသုံးပြုခြင်း။ ဓာတ်ပြုမှုကို ပြောင်းပြန်လှန်ခြင်းက K ကို ပြောင်းပြန်ကိန်း ဖြစ်စေသည်။