Mga ICE Table: Pagsolbar han Equilibrium Lakang-lakang

Ano an ginrerekord han tulo nga laray han ICE table

An ICE nagtutukoy ha Initial, Change ngan Equilibrium. Isulat an balanse nga ekwasyon ha ibabaw ngan hatagi an kada species hin kalugaringon nga column. An Initial nga laray nagkakapot han mga konsentrasyon (o partial pressure) antes mabalhin an reaksyon. An Change nga laray nagkakapot kun gaano kadamo an pagtaas o pag-ubos han kada usa. An Equilibrium nga laray amo an kabug-osan han syahan nga duha.

An Change nga laray amo an lugar han kimika. An kada entry usa nga multiple han usa nga diri hibaro, x, ngan an mga multiple amo an mga koepisyente han balanse nga ekwasyon. Para ha 2 SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 SO₃(g) nga nadalagan paabante, an mga pagbag-o amo an −2x, −x ngan +2x. An mga reactant nawawarad-an ngan an mga produkto nadudugangan kun an reaksyon nadalagan paabante; nababaliskad an mga timaan kun nadalagan ini pabaliskad.

Gamita an molar nga mga konsentrasyon para ha Kc ngan mga partial pressure para ha Kp. An putli nga mga solido ngan putli nga mga likido diri makikita ha ekspresyon han equilibrium, salit ayaw liwat hira ilakip ha table. I-convert an bisan ano nga mga mole ngadto ha mga konsentrasyon pinaagi ha pagbahin ha volume han sudlanan antes mo pun-on an Initial nga laray.

Pagpili han direksyon han pagbag-o gamit an Q

Antes ka maghatag hin mga timaan, desisyoni kun hain nga direksyon kinahanglan makadto an reaksyon. Kuwentaha an reaction quotient nga Q tikang ha sinugdan nga mga bili, gamit an pariho nga porma sugad han ekspresyon han K. Kun an Q mas gutiay kay ha K, sobra kagutiay an mga produkto ngan an reaksyon nadalagan paabante. Kun an Q mas dako kay ha K, nadalagan ini pabaliskad. Kun an Q katumbas han K, an sagol aada na ha equilibrium ngan waray nagbabag-o.

Kun an produkto nagsisugod ha sero, an Q sero ngan an reaksyon kinahanglan madalagan paabante, salit puyde mo laktawan an kuwenta. Kun aada an kada species, kuwentaha an Q. Pananglitan, kuhaa an reaksyon han sulfur trioxide nga may Kc = 37.0 (nakita ha sunod nga seksyon) ngan sagol nga may [SO₂] = 0.100 M, [O₂] = 0.050 M ngan [SO₃] = 0.500 M. Q = (0.500)² / ((0.100)² × 0.050) = 500. An Q mas dako kay ha K, salit an SO₃ nag-decompose tubtob nga an ratio maubos ngadto ha 37.0.

Halimbawa nga gin-solbar: K tikang ha usa nga ginsukod nga konsentrasyon

Usahay an diri hibaro amo an K mismo. Kunohay an sudlanan nagsisugod ha [SO₂] = 0.400 M ngan [O₂] = 0.200 M ngan waray SO₃, ngan ha equilibrium an [SO₃] ginsukod nga 0.250 M. Ini nga mga bili ginhimo para hini nga giya basi ipakita an pamaagi; diri ini datos tikang ha literatura.

An SO₃ tikang 0 nakadto ha 0.250 M, salit 2x = 0.250 ngan x = 0.125 M. An kada iba nga pagbag-o sumusunod tikang ha mga koepisyente: an SO₂ naubos hin 2x = 0.250 M ngadto ha 0.150 M, ngan an O₂ naubos hin x = 0.125 M ngadto ha 0.075 M. Kun sugad Kc = [SO₃]² / ([SO₂]²[O₂]) = (0.250)² / ((0.150)² × 0.075) = 37.0. Usa nga ginsukod nga konsentrasyon upod an stoichiometry igo na basi itakda an ngatanan nga tulo.

Halimbawa nga gin-solbar: kun an ekwasyon perpekto nga square

Para ha H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2 HI(g), gamita an Kc = 50.5, an bili nga ginagamit han OpenStax Chemistry 2e section 13.4 para hini nga reaksyon ha mga kondisyon han halimbawa hini. Magsugod ha [H₂] = [I₂] = 0.500 M ngan waray HI. Sero an Q, salit an reaksyon nadalagan paabante. An table naghahatag hin mga bili ha equilibrium nga 0.500 − x para ha kada reactant ngan 2x para ha HI.

An ekspresyon amo an 50.5 = (2x)² / (0.500 − x)². An duha nga kilid perpekto nga mga square, salit kuhaa an square root imbes nga i-expand: 7.106 = 2x / (0.500 − x). An pag-ayos utro naghahatag hin x = 0.500 × 7.106 / (2 + 7.106) = 0.390 M. Ha equilibrium [H₂] = [I₂] = 0.110 M ngan [HI] = 0.780 M. Pagsusi: (0.780)² / (0.110)² = 50.3, nga nauyon ha 50.5 ha sulod han pag-round han mga konsentrasyon.

An shortcut han square root nagagana la kun an ekspresyon perpekto nga square, nga nagkikinahanglan dinhi hin pariho nga sinugdan nga kadamo han duha nga reactant. Kun diri pariho an kadamo kinahanglan mo magsolbar hin quadratic.

Halimbawa nga gin-solbar: pagsolbar han bug-os nga quadratic

Para ha PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g), an OpenStax section 13.4 naggagamit hin Kc = 0.0211. Magsugod ha [PCl₅] = 0.400 M ngan [Cl₂] = 0.100 M kundi waray PCl₃. Sero an Q, salit an reaksyon nadalagan paabante. An mga bili ha equilibrium amo an 0.400 − x, x ngan 0.100 + x.

I-substitute: 0.0211 = x(0.100 + x) / (0.400 − x). Imultiplikar ngan tipuna an mga termino basi makuha an x² + 0.1211x − 0.00844 = 0. An quadratic formula naghahatag hin x = 0.0495 o x = −0.171. An negatibo nga root maghihimo nga negatibo an [PCl₃], salit isalikway ini. Ha equilibrium [PCl₅] = 0.351 M, [PCl₃] = 0.0495 M ngan [Cl₂] = 0.150 M. An pagbalik ha substitution naghahatag hin 0.0211, salit husto an sagot.

Tan-awa nga an Cl₂ nga aada na an nagpugong han reaksyon. Kun magsugod tikang ha 0.400 M nga PCl₅ la, an pariho nga K naghahatag hin x = 0.0819 M, salit an gindugang nga produkto nagpagutiay han kadako han decomposition, sugad han ginatagna han prinsipyo ni Le Chatelier.

Kun gutiay an x: an approximation ngan an 5 porsyento nga pagsusi

Kun gutiay an K ngan diri gutiay an sinugdan nga mga konsentrasyon, hapit diri nalihok an reaksyon, ngan an 0.0400 − x hapit eksakto nga 0.0400. An pagtangtang han x tikang hito nga mga termino nagbabalhin han quadratic ngadto ha kuwenta nga usa la an lakang. Gindadawat an approximation kun an x mas gutiay kay ha 5 porsyento han konsentrasyon nga ginkuhaan hini.

Halimbawa nga gin-solbar. Para ha N₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 NO(g), an OpenStax section 13.4 naghahatag hin Kc = 4.1 × 10⁻⁴ ha 2000 °C. Magsugod ha [N₂] = 0.0400 M ngan [O₂] = 0.0100 M. Kun sugad 4.1 × 10⁻⁴ = (2x)² / ((0.0400 − x)(0.0100 − x)). Tantyaha: 4x² = 4.1 × 10⁻⁴ × 0.0400 × 0.0100, salit x = 2.0 × 10⁻⁴ M ngan [NO] = 2x = 4.0 × 10⁻⁴ M. Susiha batok ha mas gutiay nga sinugdan nga bili: 2.0 × 10⁻⁴ / 0.0100 = 2 porsyento, ubos han 5 porsyento. An eksakto nga quadratic naghahatag han pariho nga [NO] ha duha nga mahinungdanon nga digit.

Napakyas an approximation kun an K diri gutiay kumpara ha mga konsentrasyon. Para ha PCl₅ la ha 0.400 M nga may Kc = 0.0211, an pagdahom nga gutiay an x naghahatag hin x = 0.092 M, nga 23 porsyento han 0.400. An eksakto nga sagot 0.0819 M, salit an shortcut mga 12 porsyento nga sobra kataas. Kanunay buhata an pagsusi; ayaw gud pagdahom.

Mga partial pressure ngan an baliskad nga reaksyon

An ICE table nagagana ha pariho nga paagi upod an mga partial pressure ngan Kp. Para ha reaksyon nga waray pagbag-o ha kadamo han mga mole han gas, an Kp katumbas han Kc. Tinuod ini ha equilibrium han hydrogen iodide, nga may duha nga mole han gas ha kada kilid.

Halimbawa nga gin-solbar. An putli nga HI ginbubutang ha sudlanan ha 2.00 atm ngan ginpapabay-an nga mag-decompose: 2 HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g). Amo ini an baliskad han reaksyon ha ibabaw, salit an constant hini 1/50.5 = 0.0198. An mga pagbag-o amo an −2x para ha HI ngan +x para ha kada produkto. Kun sugad 0.0198 = x² / (2.00 − 2x)². Kun kuhaon an square root, 0.1407 = x / (2.00 − 2x), nga naghahatag hin x = 0.220 atm. Ha equilibrium P(H₂) = P(I₂) = 0.220 atm ngan P(HI) = 1.56 atm.

Mga sayop ha ICE table ngan paonan-o hira dakpon

An katapusan nga pagsusi nakakadakop han hapit kada sayop: ibalik an mga bili ha equilibrium ngadto ha ekspresyon han K ngan pamatud-i nga makukuha mo utro an K ha katukma han datos.

• Pagbutang hin mga mole ha table kun an sudlanan diri 1 L. Bahina anay ha volume.
• Paggamit han 1 para ha kada koepisyente ha Change nga laray, pananglitan −x imbes nga −2x para ha SO₂.
• Pagkalimot pag-square o pag-cube hin termino ha ekspresyon han K basi umangay ha koepisyente hini.
• Pagdahom nga an reaksyon nadalagan paabante kun aada na an mga produkto ha sinugdan. Kuwentaha an Q.
• Pagtipig hin root nga naghihimo nga negatibo an bisan ano nga konsentrasyon o mas dako kay ha pisikal nga posible.
• Pagtangtang han x nga waray pagsusi kun ubos ba ini han 5 porsyento han sinugdan nga bili.
• Paglakip hin putli nga solido o likido ha table o ha ekspresyon.
• Paggamit han K para ha forward nga reaksyon kun an problema gin-sulat nga baliskad. An pagbaliskad han reaksyon nagbabaliskad han K.