Možete li mi pomoći rijesiti ovaj zadatak? Uzorak smjese vodika, 100 mL, i jodovodika, 250 mL, grijan je na 450°C. Ako konstanta ravnoteže reakcije nastajanja jodovodika pri toj temperaturi 48, kakav je ravnotežni sastav te smjese? Sastav smjese izrazi pomoću volumnih udjela. Tlak iznosi 1 bar.

Ime i prezime: Dunja Jurina dunja.jurina@windowslive.com

 


Kod stehiometrijskih zadataka mudro je prvo napisati jednadžbu reakcije:

H2 + I2 ⇌ 2 HI

Ako se radi o ravnotežama, isto je tako mudro napisati i izraz za ravnotežnu konstantu:

Kp = p2(HI)/(p(H2)∙p(I2))

= V2(HI)/(V(H2)∙V(I2))

= n2(HI)/(n(H2)∙n(I2))

Tu se slobodno može birati koja god konstanta, budući da je jedinica 1, a vrijednost svima ista. Slično, kako je tlak sustava stalan (a zbog naravi reakcije i volumen), umjesto parcijalnih tlakova slobodno se mogu ubaciti i parcijalni volumeni ili množine.

Ono što će se uravnoteživanjem smjese dogoditi to je da će se količine nekih tvari smanjiti, a nekih povećati. Odnose tih promjena opisuje jednadžba reakcije: u jednoj elementarnoj pretvorbi po jedna molekula vodika i joda dat će dvije molekule jodovodika. To znači da će, ako se dogodi neka množina elementarnih pretvorbi (poznata i pod imenom doseg reakcije, ξ), nestat će toliko molekula joda i vodika, a nastati dvostruko više molekula jodovodika. Matematičkim jezikom (pri čemu ν označava stehiometrijski koeficijent):

Δn(H2) = ν(H2)∙ξ
= − ξ

Δn(I2) = ν(I2)∙ξ
= − ξ

Δn(HI) = ν(HI)∙ξ
= 2∙ξ

Ukupne količine sudionikâ reakcije u ravnoteži bit će jednake onomu što se dobije kad se početnim količinama pribroje promjene:

nk(H2) = n0(H2) + Δn(H2)

= n0(H2) − ξ

nk(I2) = n0(I2) + Δn(I2)

= n0(I2) − ξ

nk(HI) = n0(HI) + Δn(HI)

= n0(HI) + 2∙ξ

Ubaciš li ta tri konačna izraza u jednadžbu za konstantu ravnoteže:

K = (n0(HI) + 2∙ξ)2/((n0(H2) − ξ)∙(n0(I2) − ξ))

dobit ćeš kvadratnu jednadžbu koja se može i mora riješiti da bi se došlo do rješenja zadatka. Nakon što dobiješ doseg reakcije (koji može biti i negativan), možeš izračunati množine, a iz njih množinske udjele koji su usput jednaki volumnima.


Inače, ovdje smo već par puta pisali o zadacima s jodovodikom, tako da bih ih preporučio pogledati. Najlakše ćeš ih naći pomoću tražilice.

Pozdrav,

Odgovorio: Ivica Cvrtila   i.cvrtila@rug.nl

<-- Povratak

 

Postavite pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika.

copyright 1999-2000 e_škola_________kemija