armyati.pages.dev






Vad är en reversibel reaktion

Vad är en reversibel reaktion och lite fakta om dessa? En reversibel reaktion är en omvändbar reaktion

Ett viktigt verktyg till beräkningar vid struktur tillsammans kemiska balans existerar den således kallade jämviktskonstanten. inom den denna plats artikeln går oss igenom reaktionskvot samt jämviktskonstanter, samt hur dem förmå användas nära beräkningar.

Reaktionskvot

Det inledande begreppet oss måste lära oss existerar reaktionskvoten, likt går för att beräkna till enstaka valfri jämviktsreaktion nära en valfritt ögonblick.

till enstaka generell reaktion vid typen

\( \mathrm{\mathit{a}A + \mathit{b}B\:\rightleftharpoons \:\mathit{c}C + \mathit{d}D}\,,\)

där A, B, C samt D existerar olika ämnen samt a, b, c samt d existerar koefficienter, definieras reaktionskvoten, betecknad Qc som

\(\mathrm{\mathit{Q}_c=\displaystyle\frac{[C]^{\mathit c}\cdot [D]^{\mathit d} }{ [A]^{\mathit a}\cdot [B]^{\mathit b} } }\,.\)

Kort samt gott existerar reaktionskvoten alltså en mått vid förhållande mellan koncentrationen från varor samt reaktanter till enstaka reaktion nära en visst ögonblick.

Exempel: enstaka typisk reversibel reaktion existerar den således kallade ammoniakjämvikten:

\(\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons\: 2NH_3}\,.\)

För den definieras reaktionskvoten som

\(\mathrm{{Q}_c=\displaystyle\frac{[NH_3]^2}{[N_2]\cdot [H_2]^3}}\,.\)

Om Qc nära en visst ögonblick existerar stort äger oss många ammoniak inom förhållande mot kväve samt väte, medan en litet värde vid Qc betyder för att oss besitter många kväve samt väte inom förhållande mot ammoniak.

Jämviktskonstanten

En reaktion inom balans äger ständigt identisk reaktionskvot nära enstaka viss temperatur. Det på denna plats värdet kallas på grund av reaktionens jämviktskonstant samt betecknas Kc.

Vid balans existerar alltså Qc = Kc, vilket till den generella reaktion likt oss tittade vid tidigare betyder för att ekvationen

\(\mathrm{\displaystyle\frac{[C]^{c}\cdot [D]^{d}}{[A]^{a}\cdot [B]^{b}}=\mathit{K}_c}\,,\)

gäller nära jämvikt.

Ekvationen ovan kallas ibland till jämviktsekvationen alternativt massverkans team samt gäller angående, samt bara ifall, reaktionen den hör mot existerar inom balans.

detta innebär numeriskt värde saker:

  • Vet oss för att enstaka reaktion existerar inom balans, kunna oss nyttja dess jämviktsekvation inom beräkningar.
  • Vet oss för att jämviktsekvationen gäller, förmå oss dra slutsatsen för att reaktionen existerar inom jämvikt.

Värdet vid jämviktskonstanten förmå bestämmas praktiskt genom för att låta ett reaktion vandra mot balans samt sedan mäta koncentrationen från samtliga detaljerad ämnen.

Man kan inte ta gaser och värme för att producera strukturerade, komplexa organiska föreningar

Vanligen hämtas precis bestämda värden ifrån en tabellverk alternativt databaser vid internet.

Exempel: Låt oss titta vid ammoniakjämvikten igen. på grund av den besitter man bestämt jämviktskonstanten nära 400 °C mot 0,26 M−2. detta betyder för att ifall, samt bara angående, reaktionen existerar inom balans, gäller ekvationen

\(\mathrm{\displaystyle\frac{[NH_3]^2}{[N_2]\cdot [H_2]^3}=0,26\,M^{-2}}\,.\)

Något angående enheter

Alla koncentrationer vilket används nära beräkningar från jämviktskonstanten bör artikel angivna inom enheten molar, dvs.

M alternativt mol/dm3.

En reversibel reaktion är i kemin en reaktion som är omvändbar, reaktionen kan "gå åt båda hållen"

Följden från detta blir för att själva konstanten även får enstaka grupp var molar ingår. detaljerad hur beror vid vilken reaktion detta är.

Som oss redan äger sett äger jämviktskonstanten till ammoniakjämvikten enheten M−2. detta kommer oss fram mot genom för att stoppa in enheten molar vid varenda koncentrationers område inom jämviktsekvationen:

\(\mathrm{\displaystyle\frac{(mol/dm^3)^2}{(mol/dm^3)\cdot (mol/dm^3)^3}=\frac{(mol/dm^3)^2}{ (mol/dm^3)^4}=(mol/dm^3)^{-2}=M^{-2}}\,.\)

På gymnasienivå läggs ofta massiv vikt nära för att vid detta sätt ta fram riktig grupp, medan man vid högre nivå ofta utelämnar den.

Särskilt ifall man utelämnar enheten existerar detta dock oerhört viktigt för att nyttja molar likt objekt till koncentrationerna.

Jämviktskonstanten till gaser

Många balans likt man önskar behärska räkna vid innefattar vid en alternativt annat sätt gasformiga ämnen. liknande existerar detta ganska opraktiskt för att ange koncentrationen på; betydligt smidigare samt vanligare existerar för att nyttja sig från partialtryck.

Detta gäller även nära jämviktsberäkningar samt man äger därför infört enstaka reaktionskvot, Qp,  baserad vid partialtryck.

För ett generell reaktion inom stil tillsammans den oss besitter samtalat om tidigare, såsom innefattar gasformiga ämnen, gäller att

\(\mathrm{\mathit{Q}_p=\displaystyle\frac{\mathit{p}(C)^{\it c}\cdot \mathit{p}(D)^{\it d}}{\mathit{p}(A)^{\it a}\cdot (\mathit{p}(B)^{\it b}}}\,.\)

Även denna visar sig anta en konstant värde nära balans på grund av enstaka given reversibel reaktion, nära enstaka given temperatur.

Q c = [C] c ⋅ [D] d [A] a ⋅ [B] b

Detta konstanta värde betecknas Kp samt existerar även enstaka typ från jämviktskonstant. nära balans gäller alltså att

\(\mathrm{\displaystyle\frac{\mathit{p}(C)^{\mathit c}\cdot \mathit{p}(D)^{\mathit d}}{\mathit{p}(A)^{\mathit a}\cdot \mathit{p}(B)^{\mathit b}}= \mathit{K}_p}\,.\)

Notera för att Kp ej nödvändigtvis existerar lika tillsammans Kc.

dem hör ihop, dock detta matematiska sambandet tas vanligen ej upp vid gymnasienivå.

Enheten till Kp inkluderar någon tryckenhet vid identisk sätt vilket Kc inkluderar molar.


  • vad existerar enstaka reversibel reaktion

    • Anges ingen grupp vid konstanten alternativt inom anslutning mot den förutsätts för att enheten existerar 1 dryckesställe. Normalt sett används dock pascal vid gymnasienivå, dock detta måste ständigt tecknas ut.

    Slutligen bör sägas för att detta ibland sker för att indexet vid jämviktskonstanten utelämnas samt för att man bara skriver K.

    I reaktionen

    inom dessa fall bör man (om inget annat anges) utgå ifrån för att man inom uttrycket till jämviktskonstanten äger använt partialtryck på grund av gaser samt koncentration på grund av lösta ämnen.

    Övningsuppgifter

    Övningsuppgift 1Svar

    Titta vid den denna plats Youtube-videon, var man utför en simulerat experiment vid nästa reversibla reaktion:

    \(\mathrm{H_2(g) + I_2(g) \rightleftharpoons 2HI(g) }\,.\)

    Anta för att varenda molekyl inom simuleringen motsvarar 1 mol molekyler, samt för att behållarens totala volym existerar 1 dm3.

    Bestäm jämviktskonstanten Kc, samt reaktionskvoten Qc noggrann då vätgasen samt joden äger blandats.

    Från start äger oss 10 mol hydrogen, 10 mol jod samt 0 mol vätejodid. eftersom volymen existerar noggrann 1 liter, därför får vi

    \([\mathrm{H_2}]=10\,\mathrm{M}\)

    \([\mathrm{I_2}]=10\,\mathrm{M}\)

    \([\mathrm{HI}]=0\,\mathrm{M}\,.\)

    Detta ger

    \(\displaystyle Q_c=\displaystyle\mathrm{\frac{[HI]^2}{[H_2][I_2]}=\frac{(0\,M)^2}{(10\,M)\cdot (10\,M)}=0}\,.\)

    I slutet från simulationen besitter oss nått ett balans, var värdena ligger ganska stabilit vid 6 mol hydrogen, 6 mol jod samt 8 mol vätejodid.

    oss får

    \([\mathrm{H_2}]=6\,\mathrm{M}\)

    \([\mathrm{I_2}]=6\,\mathrm{M}\)

    \([\mathrm{HI}]=8\,\mathrm{M}\,,\)

    vilket ger

    \(\displaystyle K_c=\mathrm{\frac{[HI]^2}{[H_2][I_2]}=\frac{(8\,M)^2}{(6\,M)\cdot (6\,M)}\approx 1.78}\,.\)

    Övningsuppgift 2SvarLösning

    Vid ett ytterligare, lägre temperatur existerar jämviktskonstanten till vätejodidjämvikten lika tillsammans med 1,2.

    inom enstaka kärl tillsammans hydrogen, gasformig jod samt vätejodid uppmäts koncentrationen jodångor mot 2 M samt koncentrationen vätejodid mot 5 M. Bestäm vätgaskoncentrationen.

    Koncentrationen hydrogen existerar 10 M nära jämvikt.

    Eftersom balans råder gäller jämviktsekvationen, dvs.

    Vad är en reversibel reaktion? En reversibel reaktion är en kemisk reaktion som kan gå åt båda hållen

    oss vet att

    \(\displaystyle\mathrm{\frac{[HI]^2}{[H_2]\cdot [I_2]}=1.2\ \Leftrightarrow\ [H_2]=\frac{[HI]^2}{1.2\cdot [I_2]}}\,.\)

    Med insatta värden får vi

    \(\displaystyle \mathrm{[H_2]=\frac{(5\,M)^2}{1.2\,\cdot\, 2\,M}=10.4167\,M}\,,\)

    vilket avrundas mot numeriskt värde gällande siffor.

    Övningsuppgift 3*SvarLösning

    Ett reaktionskärl innehåller hydrogen tillsammans partialtrycket 0,5 dryckesställe, kvävgas tillsammans partialtrycket 1 dryckesställe samt ammoniak tillsammans partialtrycket 2 dryckesställe.

    Temperaturen inom kärlet uppmäts mot 130 °C, vilket betyder för att jämviktskonstanten till reaktionen

    \(\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons\: 2NH_3}\)

    är 40 bar−2. Råder kemisk jämvikt? ifall nej, kommer koncentrationen från ammoniak öka alternativt minska?

    Reaktionen existerar ej inom balans utan kommer för att vandra åt motsats till vänster.

    Kort och gott är reaktionskvoten alltså ett mått på förhållande mellan koncentrationen av produkter och reaktanter för en reaktion vid ett visst ögonblick

    Ammoniakkoncentrationen kommer tillsammans med andra mening för att stiga.

    Reaktionen är

    \(\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons\: 2NH_3}\,.\)

    Vi kalkylerar reaktionskvoten:

    \(\displaystyle\mathrm{\mathit {Q}_p=\frac{\mathit{p}(NH_3)^2}{\mathit{p}(H_2)^3\cdot \mathit{p}(N_2)}=\frac{(2\,bar)^2}{(0.5\,bar)^3\cdot (1\,bar)}= 32\,bar^{-2} }\,.\)

    Eftersom oss äger för att Qp≠Kp, vet oss för att reaktionen ej existerar inom balans.

    Mer exakt existerar Qp<Kp, vilket oss förmå tolka såsom för att detta finns till lite ammoniak inom förhållande mot hydrogen samt kvävgas (täljaren existerar till små inom jämförelse tillsammans nämnaren). Detta kompenseras genom för att reaktionen går åt motsats till vänster, tills dess för att Qp kommer upp inom identisk värde som Kp.

    Följden blir för att mer ammoniak bildas.