Àwọn Tábìlì ICE: Yíyanjú fún Ìwọ́ntúnwọ́nsí ní Ìgbésẹ̀-Ìgbésẹ̀

Ohun tí ìlà mẹ́ta tábìlì ICE ń kọ sílẹ̀

ICE dúró fún Initial (ìbẹ̀rẹ̀), Change (àyípadà) àti Equilibrium (ìwọ́ntúnwọ́nsí). Kọ ìdọ́gba tí a ṣe ìdọ́gba rẹ̀ sí òkè, kí o sì fún irú kọ̀ọ̀kan ní òpó tirẹ̀. Ìlà Initial ní àwọn ìpọ̀ (tàbí ìfúnpá apá) kí ìhùwàpọ̀ tó yí. Ìlà Change ní iye tí ọ̀kọ̀ọ̀kan ń gòkè tàbí sọ̀kalẹ̀. Ìlà Equilibrium ni àpapọ̀ àwọn méjì àkọ́kọ́.

Ìlà Change ni ibi tí kẹ́místrì wà. Gbogbo ohun inú rẹ̀ jẹ́ ìlọ́po àìmọ̀ kan ṣoṣo, x, àwọn ìlọ́po náà sì ni àwọn alábàádọ́gba ìdọ́gba tí a ṣe ìdọ́gba rẹ̀. Fún 2 SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 SO₃(g) tó ń lọ síwájú, àwọn àyípadà jẹ́ −2x, −x àti +2x. Àwọn ohun ìhùwàpọ̀ ń pàdánù, àwọn èso sì ń jèrè nígbà tí ìhùwàpọ̀ bá ń lọ síwájú; àwọn àmì ń yí po nígbà tí ó bá ń lọ padàsẹ́yìn.

Lo àwọn ìpọ̀ mọ́ọ̀lù fún Kc àti àwọn ìfúnpá apá fún Kp. Àwọn ohun líle mímọ́ àti omi mímọ́ kò hàn nínú ìgbékalẹ̀ ìwọ́ntúnwọ́nsí, nítorí náà fi wọ́n sílẹ̀ kúrò nínú tábìlì náà pẹ̀lú. Yí mọ́ọ̀lù èyíkéyìí padà sí ìpọ̀ nípa pípín pẹ̀lú ìwọ̀n ààyè àpò kí o tó kún ìlà Initial.

Yíyan ìhà àyípadà pẹ̀lú Q

Kí o tó fi àwọn àmì lélẹ̀, pinnu ìhà tí ìhùwàpọ̀ gbọ́dọ̀ lọ. Ṣírò ìpín ìhùwàpọ̀ Q láti àwọn iye ìbẹ̀rẹ̀, nípa lílo ìrísí kan náà pẹ̀lú ìgbékalẹ̀ K. Tí Q bá kéré ju K lọ, àwọn èso kéré jù, ìhùwàpọ̀ náà sì ń lọ síwájú. Tí Q bá tóbi ju K lọ, ó ń lọ padàsẹ́yìn. Tí Q bá dọ́gba pẹ̀lú K, àdàpọ̀ náà ti wà ní ìwọ́ntúnwọ́nsí, kò sì sí ohun tó ń yípadà.

Nígbà tí èso kan bá bẹ̀rẹ̀ ní òdo, Q jẹ́ òdo, ìhùwàpọ̀ náà sì gbọ́dọ̀ lọ síwájú, nítorí náà o lè fo ìṣirò náà. Nígbà tí gbogbo irú bá wà, ṣírò Q. Fún àpẹẹrẹ, mú ìhùwàpọ̀ sọ́lfọ̀ tíráíọ́ksáìdì pẹ̀lú Kc = 37.0 (tí a rí nínú apá tó kàn) àti àdàpọ̀ pẹ̀lú [SO₂] = 0.100 M, [O₂] = 0.050 M àti [SO₃] = 0.500 M. Q = (0.500)² / ((0.100)² × 0.050) = 500. Q tóbi ju K lọ, nítorí náà SO₃ ń fọ́ sílẹ̀ títí ìbátan náà yóò fi sọ̀kalẹ̀ sí 37.0.

Àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́: K láti ìpọ̀ kan tí a wọ̀n

Nígbà míràn àìmọ̀ náà ni K fúnra rẹ̀. Ká ní àpò kan bẹ̀rẹ̀ pẹ̀lú [SO₂] = 0.400 M àti [O₂] = 0.200 M láìsí SO₃, ní ìwọ́ntúnwọ́nsí a sì wọn [SO₃] bí 0.250 M. A kọ́ àwọn iye wọ̀nyí fún ìtọ́sọ́nà yìí láti fi ọ̀nà náà hàn; wọn kì í ṣe dátà láti inú ìwé ìwádìí.

SO₃ lọ láti 0 sí 0.250 M, nítorí náà 2x = 0.250 àti x = 0.125 M. Gbogbo àyípadà mìíràn tẹ̀lé láti àwọn alábàádọ́gba: SO₂ ń sọ̀kalẹ̀ ní 2x = 0.250 M sí 0.150 M, O₂ sì ń sọ̀kalẹ̀ ní x = 0.125 M sí 0.075 M. Nígbà náà Kc = [SO₃]² / ([SO₂]²[O₂]) = (0.250)² / ((0.150)² × 0.075) = 37.0. Ìpọ̀ kan tí a wọ̀n pẹ̀lú sítọ́ikíọ́mẹ́tírì tó láti pinnu gbogbo mẹ́tẹ̀ẹ̀ta.

Àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́: nígbà tí ìdọ́gba bá jẹ́ onígun mẹ́rin pípé

Fún H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2 HI(g), lo Kc = 50.5, iye tí apá 13.4 OpenStax Chemistry 2e ń lò fún ìhùwàpọ̀ yìí lábẹ́ àwọn ipò àpẹẹrẹ rẹ̀. Bẹ̀rẹ̀ pẹ̀lú [H₂] = [I₂] = 0.500 M láìsí HI. Q jẹ́ òdo, nítorí náà ìhùwàpọ̀ náà ń lọ síwájú. Tábìlì náà fún ni àwọn iye ìwọ́ntúnwọ́nsí 0.500 − x fún ohun ìhùwàpọ̀ kọ̀ọ̀kan àti 2x fún HI.

Ìgbékalẹ̀ náà ni 50.5 = (2x)² / (0.500 − x)². Ẹ̀gbẹ́ méjèèjì jẹ́ onígun mẹ́rin pípé, nítorí náà gba gbòǹgbò onígun mẹ́rin dípò fífẹ̀ ẹ́ jáde: 7.106 = 2x / (0.500 − x). Títún un tò fún ni x = 0.500 × 7.106 / (2 + 7.106) = 0.390 M. Ní ìwọ́ntúnwọ́nsí [H₂] = [I₂] = 0.110 M àti [HI] = 0.780 M. Àyẹ̀wò: (0.780)² / (0.110)² = 50.3, èyí tó bá 50.5 mu láàrin yíyí àwọn ìpọ̀.

Ọ̀nà àbùjá gbòǹgbò onígun mẹ́rin ń ṣiṣẹ́ nìkan nígbà tí ìgbékalẹ̀ bá jẹ́ onígun mẹ́rin pípé, èyí tó nílò iye ìbẹ̀rẹ̀ dọ́gba fún ohun ìhùwàpọ̀ méjèèjì níbí. Pẹ̀lú àwọn iye tí kò dọ́gba, o gbọ́dọ̀ yanjú ìdọ́gba kúádírátíìkì.

Àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́: yíyanjú ìdọ́gba kúádírátíìkì kíkún

Fún PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g), apá OpenStax 13.4 ń lo Kc = 0.0211. Bẹ̀rẹ̀ pẹ̀lú [PCl₅] = 0.400 M àti [Cl₂] = 0.100 M ṣùgbọ́n láìsí PCl₃. Q jẹ́ òdo, nítorí náà ìhùwàpọ̀ náà ń lọ síwájú. Àwọn iye ìwọ́ntúnwọ́nsí jẹ́ 0.400 − x, x àti 0.100 + x.

Fi wọ́n rọ́pò: 0.0211 = x(0.100 + x) / (0.400 − x). Sọ ọ́ di púpọ̀ jáde kí o sì kó àwọn ọ̀rọ̀ jọ láti rí x² + 0.1211x − 0.00844 = 0. Fọ́múlà kúádírátíìkì fún ni x = 0.0495 tàbí x = −0.171. Gbòǹgbò òdì yóò mú kí [PCl₃] jẹ́ òdì, nítorí náà kọ̀ ọ́. Ní ìwọ́ntúnwọ́nsí [PCl₅] = 0.351 M, [PCl₃] = 0.0495 M àti [Cl₂] = 0.150 M. Fífi wọ́n padà sínú rẹ̀ fún ni 0.0211, nítorí náà ìdáhùn náà tọ́.

Kíyèsí pé Cl₂ tó ti wà tẹ́lẹ̀ dá ìhùwàpọ̀ náà dúró. Bíbẹ̀rẹ̀ láti PCl₅ 0.400 M nìkan, K kan náà fún ni x = 0.0819 M, nítorí náà èso tí a fi kún un dín ìwọ̀n ìfọ́sílẹ̀ kù, bí ìlànà Le Chatelier ṣe sọ tẹ́lẹ̀.

Nígbà tí x bá kéré: ìṣirò àmúlò àti àyẹ̀wò ìdá-ọgọ́rùn-ún 5

Nígbà tí K bá kéré tí àwọn ìpọ̀ ìbẹ̀rẹ̀ kò sì kéré, ìhùwàpọ̀ náà fẹ́rẹ̀ẹ́ má yí, 0.0400 − x sì fẹ́rẹ̀ẹ́ jẹ́ 0.0400 gan-an. Yíyọ x kúrò nínú àwọn ọ̀rọ̀ wọ̀nyẹn ń sọ ìdọ́gba kúádírátíìkì di ìṣirò ìgbésẹ̀ kan. A ń gba ìṣirò àmúlò náà nígbà tí x bá kéré ju 5 ìdá-ọgọ́rùn-ún ìpọ̀ tí a yọ ọ́ kúrò nínú rẹ̀.

Àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́. Fún N₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 NO(g), apá OpenStax 13.4 fún ni Kc = 4.1 × 10⁻⁴ ní 2000 °C. Bẹ̀rẹ̀ pẹ̀lú [N₂] = 0.0400 M àti [O₂] = 0.0100 M. Nígbà náà 4.1 × 10⁻⁴ = (2x)² / ((0.0400 − x)(0.0100 − x)). Ṣe ìṣirò àmúlò: 4x² = 4.1 × 10⁻⁴ × 0.0400 × 0.0100, nítorí náà x = 2.0 × 10⁻⁴ M àti [NO] = 2x = 4.0 × 10⁻⁴ M. Ṣàyẹ̀wò lòdì sí iye ìbẹ̀rẹ̀ tó kéré jù: 2.0 × 10⁻⁴ / 0.0100 = 2 ìdá-ọgọ́rùn-ún, nísàlẹ̀ 5 ìdá-ọgọ́rùn-ún. Ìdọ́gba kúádírátíìkì pípé fún ni [NO] kan náà sí díjítì pàtàkì méjì.

Ìṣirò àmúlò náà ń kùnà nígbà tí K kò bá kéré ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn ìpọ̀. Fún PCl₅ nìkan ní 0.400 M pẹ̀lú Kc = 0.0211, gbígbà pé x kéré ń fún ni x = 0.092 M, èyí tó jẹ́ 23 ìdá-ọgọ́rùn-ún ti 0.400. Ìdáhùn pípé jẹ́ 0.0819 M, nítorí náà ọ̀nà àbùjá náà yóò ga jù ní nǹkan bí 12 ìdá-ọgọ́rùn-ún. Máa ṣe àyẹ̀wò náà nígbà gbogbo; má ṣe gbà láé.

Àwọn ìfúnpá apá àti ìhùwàpọ̀ padàsẹ́yìn

Tábìlì ICE ń ṣiṣẹ́ ní ọ̀nà kan náà pẹ̀lú àwọn ìfúnpá apá àti Kp. Fún ìhùwàpọ̀ tí kò ní àyípadà nínú iye mọ́ọ̀lù gáàsì, Kp dọ́gba pẹ̀lú Kc. Ìyẹn jẹ́ òtítọ́ fún ìwọ́ntúnwọ́nsí hídírójìn áyódáìdì, tó ní mọ́ọ̀lù gáàsì méjì ní ẹ̀gbẹ́ kọ̀ọ̀kan.

Àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́. A gbé HI mímọ́ sínú àpò kan ní 2.00 atm, a sì jẹ́ kí ó fọ́ sílẹ̀: 2 HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g). Èyí ni òdìkejì ìhùwàpọ̀ tó wà lókè, nítorí náà alábàádọ́gba rẹ̀ jẹ́ 1/50.5 = 0.0198. Àwọn àyípadà jẹ́ −2x fún HI àti +x fún èso kọ̀ọ̀kan. Nígbà náà 0.0198 = x² / (2.00 − 2x)². Gbígba gbòǹgbò onígun mẹ́rin, 0.1407 = x / (2.00 − 2x), èyí tó fún ni x = 0.220 atm. Ní ìwọ́ntúnwọ́nsí P(H₂) = P(I₂) = 0.220 atm àti P(HI) = 1.56 atm.

Àwọn àṣìṣe tábìlì ICE àti bí a ṣe ń mú wọn

Àyẹ̀wò ìkẹyìn kan ń mú fere gbogbo àṣìṣe: fi àwọn iye ìwọ́ntúnwọ́nsí padà sínú ìgbékalẹ̀ K, kí o sì jẹ́rìí sí pé o rí K padà sí ìpéye dátà náà.

• Fífi mọ́ọ̀lù sínú tábìlì nígbà tí àpò kì í ṣe 1 L. Pín pẹ̀lú ìwọ̀n ààyè ní àkọ́kọ́.
• Lílo 1 fún gbogbo alábàádọ́gba nínú ìlà Change, fún àpẹẹrẹ −x dípò −2x fún SO₂.
• Gbígbàgbé láti gbé ọ̀rọ̀ kan sí agbára méjì tàbí mẹ́ta nínú ìgbékalẹ̀ K láti bá alábàádọ́gba rẹ̀ mu.
• Gbígbà pé ìhùwàpọ̀ ń lọ síwájú nígbà tí àwọn èso wà ní ìbẹ̀rẹ̀. Ṣírò Q.
• Pípa gbòǹgbò mọ́ tí ó ń mú kí ìpọ̀ èyíkéyìí jẹ́ òdì tàbí tóbi ju bí ó ti ṣeé ṣe ní ti ara lọ.
• Yíyọ x kúrò láìṣàyẹ̀wò pé ó wà nísàlẹ̀ 5 ìdá-ọgọ́rùn-ún iye ìbẹ̀rẹ̀.
• Fífi ohun líle mímọ́ tàbí omi mímọ́ sínú tábìlì tàbí sínú ìgbékalẹ̀.
• Lílo K fún ìhùwàpọ̀ ìwájú nígbà tí a kọ ìṣòro náà ní ìyípadà. Yíyí ìhùwàpọ̀ po ń yí K padà sí ìdàkejì rẹ̀.