Osnovni računi za ravnotežne reakcije fb
 

Računanje količin pri ravnotežnih reakcijah




Ana ČEVDEK, avtor/ica gradiva, nudi inštrukcije kemije v naslednjih krajih: Nova Gorica.

Skype Učitelj/ica omogoča inštrukcije tudi prek Skypa.


Kot že vemo, je konstanta ravnotežja količnik med:

  • zmnožkom ravnotežnih koncentracij produktov in

  • zmnožkom ravnotežnih koncentracij reaktantov.

Če poznamo množinske koncentracije [mol/L] posameznih spojin, lahko preračunamo ravnotežne konstante. Ker je koncentracija reaktantov in produktov podvržena vplivu temperature, so tudi konstante ravnotežja odvisne od le-te. Torej, ko navajmo konstante ravnotežja, vedno navedemo tudi temperaturo, pri kateri se vzpostavi dotično ravnotežje. Pri tem je potrebno upoštevati, da se ravnotežne reakcije se vzpostavijo v zaprtem prostoru (volumen je konstanten).


Vzpostavitev ravnotežja in izračun konstante



Ko se prične reakcija, se količina reaktantov zmanjšuje, saj se porabljajo za tvorbo produktov. Začetne koncentracije reaktantov so zato različne od koncentracije reaktantov v ravnotežju (to je končnega ravnotežja).


Poglejmo si natančneje. Naj bo dana reakcija:




Na levi strani enačbe (A + B) nastopajo reaktanti, na desni strani (C + D) pa produkti. V tabelo zapišimo količino reaktantov in produktov ob začetku, med vzpostavljanjem ravnotežja in ob koncu reakcije, ko se vzpostavi ravnotežje:



S pomočjo tabele opišimo, kako kemijska reakcija doseže ravnotežje.

  • Ob začetku sta bila prisotna samo reaktanta A in B; zato je količina produktov C in D na začetku enaka 0.

  • Kemijska reakcija povzroči, da se del reaktantov pretvarja v produkte. V nekem trenutku je produktov x, količina reaktantov pa je, v primerjavi z začetno količino, zmanjšana za x.

  • Ko je ravnotežje vzpostavljeno, se koncentracije ne spreminjajo več, zato lahko natančno določimo posamezne vrednosti:










  • Ko se vzpostavi ravnotežna reakcija, lahko zapišemo konstanto ravnotežja in sicer:




Poglejmo na praktičnem primeru, kako naredimo izračun.


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Računanje ravnotežnih koncentracij iz ravnotežne konstante



Če poznamo ravnotežno konstanto in eno izmed koncentracij, lahko izračunamo vse preostale ravnotežne koncentracije. Poglejmo postopek na teoretičnem primeru:




Naredimo si tabelo z znanimi količinami:



Če si natančneje pogledamo tabelo, ugotovimo:


  • V teoretičnem primeru je množinsko razmerje med posameznimi količinami 1 : 1 : 1


  • Na začetku nimamo produkta, ampak samo določeno koncentracijo reaktantov.


  • Kemijska reakcija povzroči, da se reaktanti pretvarjajo v produkte. V nekem trenutku je produktov x, količina reaktantov pa je, v primerjavi z začetno količino, zmanjšana za x.


  • Ko je ravnotežje vzpostavljeno, se koncentracije ne spreminjajo več, zato lahko natančno določimo posamezne vrednosti:








Če upoštevamo, da je x enako , potem lahko našo konstanto zapišemo kot:




Ko imamo enkrat zapis konstante, lahko matematično izpostavimo iskano količino.


V primeru, ko je konstanta ravnotežja izredno majhna (pod 1), si lahko računanje poenostavimo. V imenovalcu konstante opustimo koncentracijo produkta. Pri tem je približek rezultata blizu realne vrednosti.



Poglejmo na praktičnem primeru, kako naredimo izračun.


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »



glavni avtor in urednik gradiva: Ana ČEVDEK