από την Δήμητρα Σπανού χημικό, καθηγήτρια Δευτεροβάθμιας Εκ/σης 1ου Γυμνασίου Δάφνης
ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΞΕΤΑΣΤΕΑ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ 2016-2017 ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ
Κεφάλαιο «ΧΗΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ» Εισαγωγή Παρ. «Έννοια χημικής ισορροπίας-Απόδοση αντίδρασης» Παρ. «Παράγοντες που επηρεάζουν τη θέση χημικής ισορροπίας – Αρχή Le Chatelier» Από την παρ. «Σταθερά χημικής ισορροπίας Kc – Kp» μόνο η υποενότητα «Σταθερά χημικής ισορροπίας Kc» χωρίς την Κινητική απόδειξη του νόμου χημικής ισορροπίας. Παρατήρηση: Δεν θα διδαχθούν τα παραδείγματα και οι ασκήσεις που απαιτούν γνώση της έννοιας μερική πίεση αερίου και του Νόμου μερικών πιέσεων του Dalton.
ΜΕΡΟΣ ΔΕΥΤΕΡΟ
Πως μέσα από την θεωρία βιβλίο της Χημείας Προσανατολισμού Γ τάξης Ενιαίου Λυκείου
περνάμε σε κάποιες χαρακτηριστικές ασκήσεις Κεφάλαιου 2
Απόδοση αντίδρασης
Παράδειγμα 1
Σε δοχείο όγκου 1 L εισάγονται 3mol Η2 και 3mol I2. Μετά την αποκατάσταση της χημικής ισορροπίας της αντίδρασης
H2(g)+I2(g) 2HI(g)
διαπιστώνουμε ότι το ΗΙ που υπάρχει είναι 14/3 mol. Ποια είναι η απόδοση της αντίδρασης;
Λύση
Ο συντελεστής της απόδοσης α είναι:
α= ποσότηταHI που σχηματίζεται πρακτικά
ποσότητα HI που θα σχηματιζόταν θεωρητικά ( σε αντίδραση μονόδρομη)
ποσότητα NH3 που σχηματίζεται πρακτικά
ποσότητα NH3 που θα σχηματιζόταν θεωρητικά (αντίδραση μονόδρομη)
Εάν η αντίδραση ήταν ποσοτική από 3 mol H2 και 3mol Ι2 θα σχηματίζονταν 6 mol HI
άρα ο συντελεστής απόδοσης α= 14/3/6 = 0.77
και η απόδοση 0,77.100% = 77%
Παράδειγμα2 (εφαρμογή σελ 107 ερωτημα α)
Σε δοχείο όγκου 2 L βάζουμε 5 mol COCl2. Θερμαίνουμε στους 227 οC
και διασπάται το 80% του COCl2, όπως δείχνει η χημική εξίσωση:
COCl2(g) -> CO(g)+Cl2(g)
Να υπολογίσετε
τις ποσότητες όλων των αερίων στην ισορροπία
Λύση
Υπολογίζουμε την ποσότητα του COCl2, που διασπάτηκε: 5. 80/100 = 4. Άρα διασπάθηκαν 4 COCl2, και έμειναν 5-4 =1 mol COCl2.
παρήχθησαν δε 4 mol CO και 4 mol Cl2.
ή εφαρμόζουμε πίνακα ή κατάταξη
αντίδραση: COCl2(g) CO(g) Cl2(g)
αρχικά moles 5
θεωρητικά σχηματιζονται 5 5
πρακτικά σχηματιζονται χ χ
στην ισορροπία υπάρχουν 5-χ χ χ
αφού η απόδοση είναι 80% ο συντελεστής απόδοσης είναι α =0,8 - > χ/5 -> χ=4 αρα 4 mol Cl2
Στην ισορροπία υπάρχουν 5-1=4mol COCl2, 4 mol CO , 4 mol Cl2
Παράδειγμα 3 ( Ποσότητες αντιδρώντων στοιχειομετρικά ανάλογες)
(Εάν οι ποσότητες των αντιδρώντων σωμάτων είναι οι στοιχειομετρικά απαιτούμενες η απόδοση υπολογίζεται με υπολογισμών σε ένα οποιοδήποτε από αυτά).
Σε ένα δοχείο διοχετεύονται 0,8 moles SO2 και 0,4 moles O2. Σε κατάλληλες συνθήκες τα σώματα αυτά αντιδρούν και δίνουν SO3. Όταν αποκατασταθεί η ισορροπία, το δοχείο περιέχει 0,1 mole O2. Να υπολογιστεί η απόδοση της αντίδρασης;
Σχηματίζουμε πίνακα στον οποίο τοποθετούμε τις ποσότητες των σωμάτων που παίρνουν μέρος στην αντίδραση
αντίδραση: 2SO2 + O2 < - > 2SO3
αρχικά moles 0,8 0,4
θεωρητικά αντιδρούν 0,8 0,4
θεωρητικά σχηματιζονται 0,8
πρακτικά αντιδρούν 2χ χ
πρακτικά σχηματιζονται 2χ
στην ισορροπία έχουμε 0,8-2χ 0,4-χ 2 χ
Αλλά έχουμε
0,4 -χ =0,1 'αρα χ=0,3
α= ποσότητα SO3 που σχηματίζεται πρακτικά
ποσότητα SO3 που θα σχηματιζόταν θεωρητικά (σε αντίδραση μονόδρομη)
α = 2χ/0,8 ΄η α= 2.0,3/0,8= 0,75 άρα απόδοση είναι 75%
Παράδειγμα 4 (μεθοδολογία Κορέση Ντάση) Ποσότητες αντιδρώντων στοιχειομετρικά ανάλογες αλλά υπάρχουν απώλειες
Σε ορισμένες συνθήκες η απόδοση της αντίδρασης σχηματισμού μεθανόλης, από CO και Η2 είναι 80%. Αν χρησιμοποιήσουμε αρχικά 10 moles CO και 20 moles H2, παίρνουμε τελικά 230,4 gr CH3OH. ΠΟιες ήταν οι απώλειες κατά τον σχηματισμό της μεθανόλης;
Σχηματίζουμε πίνακα στον οποίο τοποθετούμε τις ποσότητες των σωμάτων που παίρνουν μέρος στην αντίδραση
αντίδραση: CO (g) + H2 - > CH3OH
αρχικά moles 10 20
θεωρητικά αντιδρούν 10 20
θεωρητικά σχηματιζονται 10
πρακτικά αντιδρούν x 2x
πρακτικά σχηματιζονται x
MΕ απόδοση 80% ο συντελεστής απόδοσης α=0,8 .
κάνω υπολογισμούς:
Μετατρέπω τα moles της CH3OH σε gr Μοριακό βάρος CH3OH = 32 άρα 10 moles = 320 gr
α= ποσότητα CH3OH που σχηματίζεται πρακτικά
ποσότητα CH3OH που θα σχηματιζόταν θεωρητικά (σε αντίδραση μονόδρομη)
0,8= x/320 -> x=256gr
Η ποσότητα όμως που απομονώθηκε είναι 230,4 gr CH3OH
Η απώλεια στα 256gr μεθανόλης είναι 256gr - 230,4 gr = 25,6gr Δηλαδή 10%
Παράδειγμα 5 (εφαρμογή σελ 108) ( Ποσότητες αντιδρώντων οχι στοιχειομετρικά ανάλογες)
(Εάν οι ποσότητες των αντιδρώντων δεν είναι στοιχειομετρικά ανάλογες κάνουμε τους υπολογισμούς μας με βάση εκείνο το συστατικό που είναι σε μικρότερη από την απαιτούμενη ποσότητα (έλλειψη).
Σε κενό δοχείο εισάγουμε 4 mol SO2 και 10 mol O2. Av στην ισορροπία έχουμε 3 mol SO3, ποια είναι η απόδοση της αντίδρασης:
2SO2+O2 <- > 2SO3
Λύση
Στην παρακάτω αντίδραση η αναλογία των moles SO2 προς το O2 είναι 2/1, όμως η αναλογία των συστατικών που υπάρχουν είναι 4/10 δηλαδή αυτό που είναι σε μικρότερη δοσολογία είναι το SO2 και βάσει αυτού θα υπολογίσουμε τα υπόλοιπα.
Αφού δεν είναι στοιχειομετρικά ανάλογα ο συντελεστής απόδοσης υπολογίζεται βάσει του συστατικού που είναι σε μικρότερη αναλογία
Σχηματίζουμε πίνακα στον οποίο τοποθετούμε τις ποσότητες των σωμάτων που παίρνουν μέρος στην αντίδραση
Σε δοχείο όγκου 1 L και σε θερμοκρασία θ1 εισάγονται 4 mol PCl5 που
διασπώνται μερικώς, σύμφωνα με τη χημική εξίσωση. Πόσα mol Cl2 θα
έχουμε στην ισορροπία αν η Kc της αντίδρασης:
PCl5(g) PCl3 (g)+Cl2(g) ισούται με 9 σε θερμοκρασία θ1.
α= ποσότητα SO3 που σχηματίζεται πρακτικά
ποσότητα SO3 που θα σχηματιζόταν θεωρητικά (σε αντίδραση μονόδρομη)
α= 3/4 =0,75
Παράδειγμα 6 (μεθοδολογία Κορέση Ντάση)
( Ποσότητες αντιδρώντων οχι στοιχειομετρικά ανάλογες με κλάσμα των moles των αντιδρώντων)
Εδώ αναφέρεται το κλάσμα των moles των αντιδρώντων δηλαδή τα moles που αντιδρούν προς τα αρχικά. Το σώμα με την μικρότερη αναλογία έχει και το μεγαλύτερο κλάσμα των moles, (ευνόητο) και σε αυτό βασίζονται οι στοιχειομετρικοί υπολογισμοί εάν χρειαστούν.
Σε ένα μίγμα Ν2 και Η2 τα moles του Η2 είναι πενταπλάσια από α τα moles του Ν2. Τα συστατικά του μίγματος αντιδρούν σε κατάλληλες συνθήκες οπότε σχηματίζεται ΝΗ3 . Αν το κλάσμα των moles του Ν2 που αντιδρούν είναι 0,4 πόσο είναι το αντίστοιχο κλάσμα των moles του Η2; Ποια είναι η απόδοση και ο συντελεστής απόδοσης της αντίδρασης ;
Σχηματίζουμε πίνακα στον οποίο τοποθετούμε τις ποσότητες των σωμάτων που παίρνουν μέρος στην αντίδραση
αντίδραση: Ν2 + 3Η2 < - > 2ΝΗ3
αρχικά moles χ 5χ
θεωρητικά αντιδρούν χ 3χ
θεωρητικά σχηματιζονται 2χ
πρακτικά αντιδρούν y 3y
πρακτικά σχηματιζονται 2y
στην ισορροπία υπάρχουν χ-y
Αφού κλάσμα των moles του Ν2 που αντιδρούν είναι 0,4 έχουμε y/x =0,4
Tότε κλάσμα των moles του Η2 που αντιδρούν 3y/5x =3/5 .y/x ή 3/5 .0,4=0,24
Ο συντελεστής απόδοσης
α= ποσότητα ΝΗ3 που σχηματίζεται πρακτικά
ποσότητα ΝΗ3 που θα σχηματιζόταν θεωρητικά (σε αντίδραση μονόδρομη)
α= 2y /2x = y/x)= 0,4 H απόδοση είναι 40%
Σταθερά χημικής ισορροπίας
Παράδειγμα 1 (εφαρμογή σελ. 110 Χημείας Γ Εύρεση Kc αντίθετης και ανάλογους συντελεστές)
Σε δοχείο όγκου V έχουμε σε ισορροπία ποσότητες SO2, O2 και SO3. H
Kc της αντίδρασης: 2SO2( g)+O2( g) -> 2SO3( g) είναι 4 Lmol-1.
Ποια είναι η τιμή της Kc για κάθε αντίδραση:
α. 2SO3( g) - >2SO2( g)+O2( g)
β. SO2( g)+1/2O2 SO3( g)
α. Αν Kc της αντίδρασης: 2SO2( g) + O2( g) < - > 2SO3( g) είναι Kc = 4 Lmol-1. τότε =
Kc= [SO3 ] 2 = 4 Lmol-1.
[SO2] 2 [ O2]
Εάν αντιστρέψω και τα δυο μέλη παίρνω [SO2] 2 [ O2] = 1 = 1 =0,25L-1. mol
[SO3]2 Kc 4 Lmol-1.
Αν θεωρήσω την αντίδραση 2SO3( g) < - > 2SO2( g) + O2( g)
Τότε Kc΄ = [SO2] 2 [ O2] = 0,25L-1. mol =Kc΄ = 1
[SO3]2 Kc
β. Αν θεωρήσω την αντίδραση 2SO2( g) + O2( g) < - > 2SO3( g) τότε
Kc΄΄ = [SO3 ]
[SO2] [ O2] 1/2
Εάν υψώσω στο τετράγωνο και τα δυο μέλη έχω
( Kc΄΄ ) 2= ( [SO3 ] )2 = Kc -> Kc΄΄= Kc 1/2 = ( 4 Lmol-1.)1/2 = 2 (Lmol-1.)1/2
( [SO2] [ O2] 1/2 )2
Παράδειγμα 2 (εφαρμογή σελ. 116 Χημείας Γ)
Σε δοχείο όγκου 1 L και σε θερμοκρασία θ1 εισάγονται 4 mol PCl5 που
διασπώνται μερικώς, σύμφωνα με τη χημική εξίσωση. Πόσα mol Cl2 θα
έχουμε στην ισορροπία αν η Kc της αντίδρασης:
PCl5(g) PCl3 (g)+Cl2(g) ισούται με 9 σε θερμοκρασία θ1.
Λύση
Σχηματίζουμε πίνακα στον οποίο τοποθετούμε τις ποσότητες των σωμάτων που παίρνουν μέρος στην αντίδραση
αντίδραση: PCl5(g) -> PCl3 (g) +Cl2(g)
αρχικά moles 4
αντιδρούν x
σχηματιζονται x x
στ ην ιορροπία έχουμε 4-χ x x
Αλλά έχουμε
Kc = [PCl3 ] [Cl2] άρα 9= x2 - > 9(4-x) =x2 -> x2 +9x -4.36= 0 Δ= 225 >0 άρα πραγματικές ρίζες. Λύνουμε x1= 3 και x2 = -12
[PCl5] 4-x
(απορρίπτεται)
Από τις υπάρχουσες ποσότητες μορίων των σωμάτων που παίρνουν μέρος στην ΧΙE αΑ(g) + βΒ (g) -> γΓ(g) + δΔ(g)
υπολογίζουμε την παράσταση Q = [Γ]γ [Δ]δ
[Α]α [Β]β
Εάν Q>Kc δεν υπάρχει Χημική Ισορροπία και το σύστημα οδεύει από τα δεξιά (προιόντα) προς τα αριστερά (αντιδρώντα)
Εάν Q< Kc δεν υπάρχει Χημική Ισορροπία και το σύστημα οδεύει από τα αριστερά (αντιδρώντα) προς τα δεξιά (προιόντα)
Εάν Q=Kc υπάρχει Χημική Ισορροπία
Μετατόπιση χημικής ισορροπίας με μεταβολή των συγκεντρώσεων που γίνεται με την μεταβολή του όγκου
Παράδειγμα 3 . Διερεύνηση αν έχουμε ΧΙ (εφαρμογή σελ. 116 Χημείας Γ)
Σε ένα δοχείο που έχει όγκο V1 = 3 L βρίσκονται σε ισορροπία 2 mol N 2O 4 και 1 mol NO2, σύμφωνα με τη χημική εξίσωση:
Ν2Ο4(g) - > 2NO2(g)
α. Να βρείτε την τιμή της Kc .
β. Διατηρώντας σταθερή τη θερμοκρασία, αυξάνουμε τον όγκο του δοχείου
σε V2 = 16 L. Tι θα συμβεί; Πόσα mol από κάθε αέριο θα υπάρχουν στο
δοχείο, όταν αποκατασταθεί και πάλι η χημική ισορροπία
Λύση
α. Βρίσκουμε τις συγκεντρώσεις κάθε σώματος [Ν2Ο4] = 2/3mol/lt και [ΝΟ2] = 1 /3mol/lt
Βρίσκουμε την Κc = [ΝΟ2]2 =( 1/3)2 =1/6
[Ν2Ο4] 2/3
β. Βρίσκουμε τις νέες συγκεντρώσεις. [Ν2Ο4] = 2/16mol/lt και [ΝΟ2] = 1 /16mol/lt
1. Μπορώ να υπολογίσω την μετατόπιση της ισορροπίας με την αρχή Le Chatelier
2. ή βρίσκουμε την Q
Q = [ΝΟ2]2 =( 1/16)2 =1/32 < Κc . Άρα η αντίδραση προχωρά από τα αριστερά (αντιδρώντα) προς τα δεξιά (προιόντα)
[Ν2Ο4] 2/16
Σχηματίζουμε πίνακα στον οποίο τοποθετούμε τις ποσότητες των σωμάτων που παίρνουν μέρος στην αντίδραση
αντίδραση: Ν2Ο4(g) - > 2NO2(g)
αρχικά moles /lt 2/16=1/8 1 /16
αντιδρούν x
σχηματιζονται 2x
στην ισορροπία έχουμε 2/16-χ 1/16+ 2x
Κc = [ΝΟ2]2 = (1/16+ 2x ) 2 = 1/6 -> (1 +32x/16)2 = (1 +32x)2 = 1/6 -> x=.... α
[Ν2Ο4] 2/16-χ 2-16x/16 16 (2-16x)
Σε όγκο 16 λίτρα Θα υπάρχουν (2/16 -α ) .16 moles Ν2Ο4(g) και (1/16+ 2α) .16 moles NO2(g)
Μετατόπιση χημικής ισορροπίας με μεταβολή των συγκεντρώσεων
μεταβολή της συγκέντρωσης ενός από τα συστατικά της
(Δηλαδή, προσθέτουμε ή αφαιρούμε κάποιο συστατικό)
1. Μπορώ να υπολογίσω την μετατόπιση της ισορροπίας με την αρχή Le Chatelier εάν έχω μεταβολή ενός συστατικού
2. ή βρίσκουμε από την Q προς τα που θα προχωρήσει η αντίδραση, εάν έχουμε μεταβολή σε περισσότερα από ένα συστατικά
Παράδειγμα 4 (μεθοδολογία Κορέση Ντάση)
Ένα δοχείο περιέχει 0,3 moles SO3, 0,4 moles NO2, 2,4 moles SO2, και 0,3moles ΝO που βρίσκονται σε κατάσταση χημικής ισορροπίας,
ΝΟ2 (g) + SΟ2 (g) -> ΝΟ (g) + SΟ3 (g)
Ποια ποσότητα SΟ2 πρέπει να προσθέσουμε στο μίγμα ώστε να αυξηθεί η ποσότητα του ΝΟ κατά 0,3 moles;
Η θερμοκρασία του μίγματος δεν αλλάζει;
Λύση
Σχηματίζουμε πίνακα στον οποίο τοποθετούμε τις ποσότητες των σωμάτων που παίρνουν μέρος στην αντίδραση
αντίδραση: ΝΟ2 (g) + SΟ2 (g) -> ΝΟ (g) + SΟ3 (g)
αρχικά moles /lt 0,4 0,6 0,3 2,4
προσθέτουμε χ
σχηματιζονται 0,3 0,3 (θα σχηματιστούν επίσης)
θα αντιδράσουν 0,3 0,3
στην νέα ισορροπία έχουμε 0,4-0,3=0,1 0,6+χ-0,3=0,3 +χ 0,6 2,7
Από την αρχική ισορροπία βρίσκω την kc
Kc = [ ΝΟ] [SΟ3] = 0,3. 2,4/0,4.0,6=3
[ΝΟ2 ] [ SΟ2 }
Στην νέα ισορροπία έχω Kc = 0,6.2,7/0,1.(0,3+χ) =10 -> χ= 5,1 άρα προσθέτουν 5,1 moles SΟ2
Παράδειγμα 5 μεταβολή σε περισσότερα από ένα συστατικά (μεθοδολογία Κορέση Ντάση)
Υπολογίζω με την Q την πορεία της αντίδρασης
Ένα δοχείο περιέχει σε κατάσταση ισορροπίας, 1,12 moles CO, 0,2 moles H2o (g) , 0,24moles CO2 και 0,4moles H2. Στο μίγμα των αερίων αυτών διοχετεύονται άλλα 0,08 moles CO, ενώ σύγχρονα απομακρύνονται κατάλληλα, 0,04 moles CO2. Aν η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή να υπολογιστούν οι αριθμοί moles όλων των σωμάτων στην τελική κατάσταση ισορροπίας
Σχηματίζουμε πίνακα στον οποίο τοποθετούμε τις ποσότητες των σωμάτων που παίρνουν μέρος στην αντίδραση
αντίδραση: CΟ (g) + Η2O(g) < - > H2(g) + CO2(g)
αρχικά moles 1,12 0,2 0,4 0,24 Βρίσκω Kc
προσθέτουμε 0,08
αφαιρούμε 0,04
νέα moles 2 0,2 0,4 0,28
στην ισορροπία υπάρχουν 2+χ 0,2 +χ 0,4 -χ 0,28-χ
Κc =[ 0,4/V. 0,24/v]/[0,2/V.1,12/V]=0,093
Q= 0,28 >Kc η αντίδραση προχωρά από τα προιόντα προς τα αντιδρώντα
Κc =[ (0,4-χ)/V. (0,28-χ)/V]/[(0,2-χ)/V.(1,12-χ)/V]=0,093 -> χ=...
Χημική ισορροπία με μεταβολή συγκέντρωσης συστατικών και ταυτόχρονη μεταβολή στον όγκο
Παράδειγμα 6 (μεθοδολογία Κορέση Ντάση)
Για την αντίδραση 2SO2 + O2 < - > 2SO3 η σταθερά χημικής ισορροπίας έχει τιμή 4 σε ορισμένη θερμοκρασία θοC. Σε τρία δοχεία περιέχονται 1 mole SO2 στο πρώτο, 10mole O2 στο δεύτερο και 3 moles SO3 στο τρίτο. . Σε ποιο από τα τρία δοχεία πρέπει να αυξήσουμε την ποσότητα του περιεχομένου αερίου ώστε, αν αναμείξουμε ύστερα τα περιεχόμενα των τριών δοχείωνσε ένα άλλο δοχείο με χωρητικότητα 10 lt, και θερμάνουμε το σύστημα στους θο C, τα τρία αέρια να βρεθούν σε κατάσταση χημικής ισορροπίας;
Σχηματίζουμε πίνακα στον οποίο τοποθετούμε τις ποσότητες των σωμάτων που παίρνουν μέρος στην αντίδραση
δοχεία με : SO2 O2 SO3
αρχικά moles κάθε δοχείου 1 10 3 έστω ότι προσθετω χ moles στο πρώτο
moles κάθε δοχείου 1+χ 10 3
οι συγκεντρώσεις σε όγκο 10 lt 1+χ /10 10/ 10 3 /10
στη αντίδραση 2SO2( g)+O2( g) -> 2SO3( g) οι συγκεντρώσεις δεν θα αλλάξουν εφόσον σε αυτές έχουμε ΧΙ
K = [SO3 ] 2
[SO2]2 [ O2] άρα
4= [(3/10)2] /[(1+χ)2 /100 -> 4(1+χ)2 = 9 -> 2(1+χ) =3 -> χ=0,5
έστω ότι προσθετω χ moles στο δεύτερο
moles κάθε δοχείου 1 10 +χ 3
οι συγκεντρώσεις σε όγκο 10 lt 1/10 10+χ / 10 3 /10
στη αντίδραση 2SO2( g)+O2( g) -> 2SO3( g) οι συγκεντρώσεις δεν θα αλλάξουν εφόσον σε αυτές έχουμε ΧΙ
K = [SO3 ] 2
[SO2]2 [ O2]
4= [(3/10)2] /[ 1/100(10+χ)2 /100 ] -> 4(10+χ)2 =90 δίνει μη πραγματική ρίζα
Ένα ή περισσότερα συστατικά παίρνουν μέρος σε περισσότερες από μια ισορροπίες
Σε όλες τις ισορροπίες που συμμετέχει το /τα συστατικό/α αυτά η συγκέντρωσή του είναι η ίδια
Παράδειγμα 7 (Κορέση Ντάση Μεθοδολογία)
Στους 160οC η σταθερά χημικής ισορροπίας για τη διάσπαση του PCl5 σε PCl3 και Cl2 έχει την τιμή 0,02. Στην ίδια θερμπκρασία, η σταθερά χημικής ισορροπίας για την διάσπαση του SO2Cl2 σε SO2 και Cl2 έχει την τιμή0,26. Σε δοχείο με χωρητικότητα 1 lt διοχετεύονται 83,4 gr PCl5 και ορισμένη ποσότητα SO2Cl2 και το μίγμα θερμαίνεται στους 160οC. Αν στην τελική κατάσταση ισορροπίας, το δοχείο περιέχει 0,1 mole Cl2, ποια ήταν η αρχική ποσότητα του SO2Cl2; τα σώματα στους 160ο είναι στην αέρια φάση
Mέσα στο δοχείο γίνονται ταυτόχρονα και οι δυο αντιδράσεις
PCl5(g) <-> PCl3 (g) +Cl2(g)
SO2Cl2(g) <-> SO2(g) Cl2(g)
Τα 83,4 gr PCl5 είναι 83,4/208,5= 0,4 moles
Σχηματίζουμε πίνακα στον οποίο τοποθετούμε τις ποσότητες των σωμάτων που παίρνουν μέρος στις 2 αντιδράσεις
αντίδραση: PCl5(g) SO2Cl2(g) PCl3 (g) Cl2(g) SO2(g)
αρχικά moles 0.4 x
αντιδρούν y z
σχηματιζονται y y +z z
στην ιορροπία έχουμε 4-y x -z y y +z z
Αλλά έχουμε
Kc1 = [PCl3 ] [Cl2] άρα = y.(y+z ) = 0,02 (1)
[PCl5] 4-y
Kc2 = [SO2 ] [Cl2] άρα = z(y+z ) = 0,26 (2)
[ SO2Cl2] x-z
y+z =0,1 (3)
Δήμητρα Σπανού
