|
 |
|
Poštovani, pripremam se za natjecanje i potrebna mi je pomoć s ovim zadatkom.
Pri temperaturi od 850°C i tlaku od 1 atm plinska smjesa ugljikova dioksida i ugljikova monoksida nalazi se u ravnoteži. Maseni udio ugljikova monoksida u plinskoj smjesi iznosi 90,55%.
Jednadžba kemijske reakcije je: C(s)+CO2(g)⇌2CO(g). Izračunajte koncentracijsku konstantu ravnoteže za navedenu reakciju. (Kc=0,154 mol/dm3)
Hvala unaprijed!
|
|
Ime i prezime:
Roko sinjeri
roko.sinjeri@gmail.com
|
 |
 |
Prvo će trebati preračunati masene udjele u množinske, budući da će nam za koncentracije trebati množine. Prije toga treba uočiti da se govori o sastavu plinske smjese, dakle samo o ugljikovom monoksidu i ugljikovom dioksidu. Ugljik je dio krute faze i u izraz za konstantu ravnoteže ući će kao množinski udio u krutoj fazi, dakle kao jedinica.
Množinski udio ugljikovog monoksida definiran je jednadžbom:
x(CO) = n(CO)/(n(CO) + n(CO2))
Taj si izraz možemo malo pojednostavniti tako da uzmemo inverzne vrijednosti obaju strana jednadžbe:
1/x(CO) = (n(CO) + n(CO2))/n(CO)
= 1 + n(CO2)/n(CO)
Množine možemo izraziti kao mase, a mase kao umnoške pripadnih masenih udjela i ukupne mase smjese:
1/x(CO) = 1 + (m(CO2)/M(CO2))/(m(CO)/M(CO))
= 1 + (w(CO2)⋅m(plinska smjesa)/M(CO2))/(w(CO)⋅m(plinska smjesa)/M(CO))
Masa plinske smjese će se tu pokratiti, a sređivanjem izraza dobit ćemo:
1/x(CO) = 1 + (w(CO2)⋅M(CO))/(m(CO)⋅M(CO2))
x(CO) = 1/(1 + (w(CO2)⋅M(CO))/(m(CO)⋅M(CO2)))
Množinske koncentracije koje će nam trebati za račun koncentracijske konstante ravnoteže možemo dobiti na više načina, a meni se najlakše čini prvo izračunati množinsku koncentraciju svih čestica u plinovitoj fazi i onda rezultat pomnožiti s množinskim udjelima ugljikovih oksida da se dobiju njihove koncentracije. Do ukupne koncentracije doći ćemo pomoću jednadžbe stanja idealnog plina:
p⋅V = n⋅R⋅T
cuk. = n/V = p/(R⋅T)
c(CO) = x(CO)⋅cuk.
c(CO2) = x(CO2)⋅cuk.
S time konačno možemo ići u izraz za konstantu ravnoteže:
Kc = c(CO)2/c(CO2)
Ako si svaki korak računao, onda je tu posao gotov, a inače se može prištediti nešto vremena tako da se umjesto koncentracija u izraz ubace množinski udjeli:
Kc = (x(CO)⋅cuk.)2/(x(CO2)⋅cuk.)
= x(CO)2⋅cuk./x(CO2)
= (x(CO)2/x(CO2))⋅(p/(R⋅T))
Prošavši kroza sve ove korake, ja sam kao rezultat dobio 0,153 mol/L. Razlika u trećoj decimali može biti posljedica toga kakve sam molarne mase koristio, ali ne predstavlja problem.
Usput budi rečeno, jedan srodan, samo dosta jednostavniji zadatak možeš naći ovdje, a u arhivi će se naći još pokoji zadatak ovakve razine. Mogu se iskopati ako u tražilicu upišeš npr. "ravnotež" i pregledaš rezultate.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
aproksimativac@gmail.com
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
