Shaxaha ICE: xallinta isu-dheellitirka tallaabo-tallaabo

Waxa saddexda saf ee shaxda ICE diiwaan geliyaan

ICE waxay u taagan tahay Initial (bilow), Change (isbeddel) iyo Equilibrium (isu-dheellitir). Isleegga isu-dheellitiran ku qor xagga sare, nooc kastana sii tiir u gaar ah. Safka Initial wuxuu hayaa uruurinta (ama cadaadisyada qayb-ahaaneed) kahor inta falgalku wareegin. Safka Change wuxuu hayaa inta mid kastaa kor u kaco ama hoos u dhaco. Safka Equilibrium waa wadarta labada hore.

Safka Change waa halka kimistarigu ku nool yahay. Gal kastaa waa jibaar hal aan la aqoon ah, x, jibaarraduna waa isku-dhuftayaasha isleegga isu-dheellitiran. 2 SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 SO₃(g) oo hore u socda, isbeddelladu waa −2x, −x iyo +2x. Falgalayaashu way lumiyaan wax-soo-saarraduna way helaan marka falgalku hore u socdo; calaamaduhu way rogmadaan marka uu gadaal u socdo.

U isticmaal uruurinta molarka Kc iyo cadaadisyada qayb-ahaaneed Kp. Walxaha adag ee saafiga ah iyo dareerayaasha saafiga ahi kama muuqdaan tibxaha isu-dheellitirka, sidaa darteed shaxdana ka saar. Mool kasta u beddel uruurin adigoo u qaybinaya mugga weelka kahor intaadan buuxin safka Initial.

Ku doorashada jihada isbeddelka Q

Kahor intaadan qoondayn calaamadaha, go'aami jihada ay tahay in falgalku u socdo. Ka xisaabi qaybta falgalka Q qiimayaasha bilowga, adigoo isticmaalaya isla qaabka tibxaha K. Haddii Q ka yar yahay K, wax-soo-saarro aad u yar ayaa jira falgalkuna hore ayuu u socdaa. Haddii Q ka weyn yahay K, gadaal ayuu u socdaa. Haddii Q le'eg yahay K, isku-dhafku horey ayuu isu-dheellitir ugu jiraa waxbana isma beddelaan.

Marka wax-soo-saar ka bilaabo eber, Q waa eber falgalkuna waa inuu hore u socdaa, sidaa darteed waad ka boodi kartaa xisaabta. Marka nooc kastaa jiro, xisaabi Q. Tusaale ahaan, qaado falgalka sulfur trioxide oo leh Kc = 37.0 (oo lagu helay qaybta xigta) iyo isku-dhaf leh [SO₂] = 0.100 M, [O₂] = 0.050 M iyo [SO₃] = 0.500 M. Q = (0.500)² / ((0.100)² × 0.050) = 500. Q wuu ka weyn yahay K, sidaa darteed SO₃ wuu burburaa ilaa saamigu u dhaco 37.0.

Tusaale la xaliyey: K laga helay hal uruurin oo la cabbiray

Mararka qaarkood waxa aan la aqoon waa K laftiisa. Ka soo qaad in weel ka bilaabo [SO₂] = 0.400 M iyo [O₂] = 0.200 M oo aan SO₃ lahayn, isu-dheellitirkana [SO₃] lagu cabbiray 0.250 M. Qiimayaashan waxaa loo dhisay hagahan si loo muujiyo habka; ma aha xog suugaaneed (literature).

SO₃ wuxuu ka gudbay 0 ilaa 0.250 M, sidaa darteed 2x = 0.250 iyo x = 0.125 M. Isbeddel kasta oo kale wuxuu ka dhashaa isku-dhuftayaasha: SO₂ wuxuu hoos u dhacaa 2x = 0.250 M ilaa 0.150 M, O₂-na wuxuu hoos u dhacaa x = 0.125 M ilaa 0.075 M. Markaa Kc = [SO₃]² / ([SO₂]²[O₂]) = (0.250)² / ((0.150)² × 0.075) = 37.0. Hal uruurin oo la cabbiray iyo istoikiyomitarigu waxay ku filnaayeen go'aaminta saddexdaba.

Tusaale la xaliyey: marka isleeggu yahay labajibaar dhammaystiran

H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2 HI(g), isticmaal Kc = 50.5, qiimaha OpenStax Chemistry 2e qaybta 13.4 ay falgalkan u isticmaasho xaaladaha tusaalaheeda. Ka bilow [H₂] = [I₂] = 0.500 M oo aan HI lahayn. Q waa eber, sidaa darteed falgalku hore ayuu u socdaa. Shaxdu waxay bixisaa qiimayaasha isu-dheellitirka 0.500 − x falgale kasta iyo 2x HI.

Tibxuhu waa 50.5 = (2x)² / (0.500 − x)². Labada dhinacba waa labajibaarro dhammaystiran, sidaa darteed qaado xididka labajibaarka halkii aad furfuri lahayd: 7.106 = 2x / (0.500 − x). Dib-u-habayntu waxay bixisaa x = 0.500 × 7.106 / (2 + 7.106) = 0.390 M. Isu-dheellitirka [H₂] = [I₂] = 0.110 M iyo [HI] = 0.780 M. Hubin: (0.780)² / (0.110)² = 50.3, taasoo la jaanqaadaysa 50.5 inta ay dhoweynta uruurintu oggolaato.

Jid-gaabka xididka labajibaarku wuxuu shaqeeyaa oo keliya marka tibxuhu yahay labajibaar dhammaystiran, taasoo halkan u baahan qadarro bilow ah oo siman oo labada falgale ah. Qadarro aan siman ahayn waa inaad xalliso quadratic.

Tusaale la xaliyey: xallinta quadratic-ga buuxa

PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g), OpenStax qaybta 13.4 waxay isticmaashaa Kc = 0.0211. Ka bilow [PCl₅] = 0.400 M iyo [Cl₂] = 0.100 M laakiin aan PCl₃ lahayn. Q waa eber, sidaa darteed falgalku hore ayuu u socdaa. Qiimayaasha isu-dheellitirku waa 0.400 − x, x iyo 0.100 + x.

Beddel: 0.0211 = x(0.100 + x) / (0.400 − x). Isku dhufo oo ururi erayada si aad u hesho x² + 0.1211x − 0.00844 = 0. Qaacidada quadratic-gu waxay bixisaa x = 0.0495 ama x = −0.171. Xididka tabani wuxuu [PCl₃] ka dhigi lahaa mid taban, sidaa darteed diid. Isu-dheellitirka [PCl₅] = 0.351 M, [PCl₃] = 0.0495 M iyo [Cl₂] = 0.150 M. Dib u gelintu waxay bixisaa 0.0211, sidaa darteed jawaabtu waa sax.

U fiirso in Cl₂-da horey u jirtay ay falgalka dib u celisay. Haddii laga bilaabo 0.400 M PCl₅ oo keliya, isla K wuxuu bixiyaa x = 0.0819 M, sidaa darteed wax-soo-saarka lagu daray wuxuu yareeyey baaxadda burburka, sida mabda'a Le Chatelier saadaaliyo.

Marka x yar yahay: qiyaasta iyo hubinta 5 boqolkiiba

Marka K yar yahay uruurinta bilowguna aysan yarayn, falgalku si dhib ah ayuu u dhaqaaqaa, 0.0400 − x-na ku dhawaad si sax ah waa 0.0400. Ka tegidda x erayadaas waxay quadratic u beddeshaa xisaab hal tallaabo ah. Qiyaasta waa la aqbalaa marka x uu ka yar yahay 5 boqolkiiba uruurinta laga jaray.

Tusaale la xaliyey. N₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 NO(g), OpenStax qaybta 13.4 waxay bixisaa Kc = 4.1 × 10⁻⁴ 2000 °C. Ka bilow [N₂] = 0.0400 M iyo [O₂] = 0.0100 M. Markaa 4.1 × 10⁻⁴ = (2x)² / ((0.0400 − x)(0.0100 − x)). Qiyaas: 4x² = 4.1 × 10⁻⁴ × 0.0400 × 0.0100, sidaa darteed x = 2.0 × 10⁻⁴ M iyo [NO] = 2x = 4.0 × 10⁻⁴ M. Ka hubi qiimaha bilowga ee ka yar: 2.0 × 10⁻⁴ / 0.0100 = 2 boqolkiiba, oo ka hooseeya 5 boqolkiiba. Quadratic-ga saxda ahi wuxuu bixiyaa isla [NO] laba tiro oo muhiim ah.

Qiyaastu way fashilantaa marka K aanu yarayn marka loo eego uruurinta. PCl₅ keligiis oo 0.400 M ah iyadoo Kc = 0.0211, u qaadashada in x yar yahay waxay bixisaa x = 0.092 M, taasoo ah 23 boqolkiiba 0.400. Jawaabta saxda ahi waa 0.0819 M, sidaa darteed jid-gaabku wuxuu noqon lahaa qiyaastii 12 boqolkiiba aad u sarreeya. Had iyo jeer samee hubinta; marnaba ha u qaadan.

Cadaadisyada qayb-ahaaneed iyo falgalka gadaal-u-socodka

Shaxda ICE si la mid ah ayay ugu shaqaysaa cadaadisyada qayb-ahaaneed iyo Kp. Falgal aan isbeddel ku lahayn tirada moolasha gaaska, Kp wuxuu le'eg yahay Kc. Taasi waxay run u tahay isu-dheellitirka hydrogen iodide, kaas oo dhinac kasta ku leh laba mool oo gaas ah.

Tusaale la xaliyey. HI saafi ah ayaa lagu dhigaa weel 2.00 atm ah waxaana loo oggolaadaa inuu burburo: 2 HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g). Kani waa ka soo horjeedka falgalka kor ku xusan, sidaa darteed joogtadiisu waa 1/50.5 = 0.0198. Isbeddelladu waa −2x ee HI iyo +x wax-soo-saar kasta. Markaa 0.0198 = x² / (2.00 − 2x)². Qaadashada xididka labajibaarka, 0.1407 = x / (2.00 − 2x), taasoo bixisa x = 0.220 atm. Isu-dheellitirka P(H₂) = P(I₂) = 0.220 atm iyo P(HI) = 1.56 atm.

Khaladaadka shaxda ICE iyo sida loo qabto

Hubin ugu dambeysa ayaa qabata ku dhawaad khalad kasta: dib ugu geli qiimayaasha isu-dheellitirka tibxaha K oo xaqiiji inaad dib u heshay K saxnimada xogta.

• Ku dhigidda moolasha shaxda marka weelku aanu ahayn 1 L. Marka hore u qaybi mugga.
• Isticmaalidda 1 isku-dhufte kasta safka Change, tusaale ahaan −x halkii −2x ee SO₂.
• Illaawidda in eray tibxaha K ku jira la labajibaaro ama la saddexjibaaro si uu ula jaanqaado isku-dhuftihiisa.
• Malaynta in falgalku hore u socdo marka wax-soo-saarradu jiraan bilowga. Xisaabi Q.
• Haynta xidid ka dhigaya uruurin kasta mid taban ama ka weyn inta jidh ahaan suurtagalka ah.
• Ka tegidda x adigoon hubin inuu ka hooseeyo 5 boqolkiiba qiimaha bilowga.
• Ku darista walax adag ama dareere saafi ah shaxda ama tibxaha.
• Isticmaalidda K-da falgalka hore-u-socodka marka mushkiladda loo qoray si rogan. Rogidda falgal waxay rogtaa K.