|
 |
|
MOLIM ODGOVOR NA ZADATAK. TREBA IZRAČUNATI KONCENTRACIJU klorovodika ako se u ravnotežnoj smjesi nalazi 150 ml floura , 1.2 g klora i 2 mola fluorovodika
VOLUMEN REAKCIJSKE SMJESE JE 1L
KONSTANTA RAVNOTEŽE PRI TEMPERATURI OD 640 K IZNOSI 42
F2 + 2 HCl ----- 2 HF + Cl2
Kc=42
ja nisam đak ali učenica mojih prijatelja je !
Hvala!
|
|
Ime i prezime:
gordana ljubej
gljubej
|
 |
 |
Na temelju zadanih podataka ne uspijevam doći do smislenog rješenja. Molim vas da još jednom provjerite jeste li prepisali sve podatke točno onako kako su zadani, tj. je li doista zadano da je:
V(F2) = 150 mL
m(Cl2) = 1,2 g
n(HF) = 2 mol
Vuk. = 1 L
T = 640 K
Kc = 42
Da nije možda slučajno bio zadan i tlak? Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Tomislav Portada
tportad@irb.hr
<-- Povratak
|
|
|
Evo nastavka priče o zadatku. Tvrdim da zadatak ovako kako je postavljen nije rješiv na razini 2. razreda gimnazije; štoviše, pitanje je bi li ga uspio riješiti prosječan student kemije. U zadatku je ili nešto krivo zadano, ili neki podatak nedostaje.
Čisto kurioziteta radi, evo kako bi (uz pretpostavku da je ipak sve dobro zadano) taj zadatak riješio netko s malo više iskustva u kemiji (i matematici!):
Iz volumena fluora i ukupnog volumena reakcijske smjese slijedi da je množinski udio fluora x(F2) = 0,15. Iz mase klora i molarne mase klora slijedi da je množina klora n(Cl2) = 0,0169 mol. Idemo sada konstruirati sustav dviju jednadžbi s dvjema nepoznanicama.
U izrazu za koncentracijsku konstantu ravnoteže, koncentracije možemo zamijeniti množinama, pa dobivamo:
Kc = n2(HF)·n(Cl2)·n–1(F2)·n–2(HCl)
Presložimo sada tu jednadžbu tako da nepoznate članove stavimo lijevo, a poznate desno, uvrstimo poznate veličine i dobivamo:
n(F2)·n2(HCl) = 0,00161 mol2
To će biti naša prva jednadžba, tj. jednadžba (1). Idemo sada složiti drugu.
Zbroj množinskih udjela svih sastojaka smjese mora biti jednak jedinici:
x(HF) + x(Cl2) + x(F2) + x(HCl) = 1
Od četiriju veličina koje se pojavljuju u toj jednadžbi, poznata nam je vrijednost samo jedne (treće). Poznate su nam, također, množine (ali ne i ne množinski udjeli!) fluorovodika i klora, a iz jednadžbe (1) znamo nešto o odnosu množina fluora i klorovodika. Bilo bi jako zgodno da se nekako možemo riješiti barem jednog člana gornje jednadžbe i tako si pojednostavniti život. Srećom, budući da je n(HF) mnogo veće od n(Cl2), možemo pretpostaviti da je vrijednost x(Cl2) toliko mala da je možemo zanemariti, pa možemo pisati:
x(HF) + x(F2) + x(HCl) = 1
Znajući da je x(F2) = 0,15, slijedi da je:
x(HF) + x(HCl) = 0,85.
Budući da su množinski udjeli proporcionalni množinama, možemo pisati:
x(F2) / [x(HF) + x(HCl)] = n(F2) / [n(HF) + n(HCl)].
Uvrstimo li u tu jednadžbu zadane i poznate veličine, nakon sređivanja dobivamo:
n(F2) = 0,176·n(HCl) + 0,353 mol.
To je sada druga (2) jednadžba našeg sustava dviju jednadžbi s dvjema nepoznanicama. Uvrštavanjem (2) u (1) i sređivanjem dobivamo kubnu jednadžbu:
0,176·n3(HCl) + 0,353 mol·n2(HCl) – 0,00161 mol3 = 0.
Rješavanje kubnih jednadžbi je problem svoje vrste i predaleko bi nas odvelo da sad počnem pisati o tome. Reći ću samo da je ta jednadžba načelno rješiva i da se njezinim rješavanjem dobije da je n(HCl) = 0,0665 mol, a uzevši u obzir da je ukupni volumen 1 L, slijedi konačno rješenje:
c(HCl) = 0,0665 mol/L.
Da je to rješenje dobro, možemo se uvjeriti tako da njegovim uvrštavanjem u jednadžbu (1) izračunamo n(F2), zatim sve četiri veličine uvrstimo u izraz za koncentracijsku konstantu ravnoteže, i dobit ćemo 41,9, što je vrlo blizu zadane vrijednosti Kc = 42.
Ponavljam još jednom, ovo definitivno nije tip zadatka koji bi se smio pojaviti na ispitu u drugom razredu gimnazije. Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Tomislav Portada
tportad@irb.hr
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
