14.10
Die kleine x-Annahme ist eine Näherung, die unter bestimmten Bedingungen verwendet werden kann, um die Lösung des Gleichgewichtsausdrucks zu vereinfachen und die Verwendung der quadratischen Formel zu vermeiden.
Wenn die Gleichgewichtskonstante für eine Reaktion klein ist und die Anfangskonzentrationen der Reaktanten ausreichend hoch sind, ist es möglich, dass nur eine kleine Menge der Reaktanten in Produkte umgewandelt wird.
Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, können die Gleichgewichtskonzentrationen angenähert werden, wobei davon ausgegangen wird, dass die Änderung der Anfangskonzentrationen vernachlässigbar ist. Es muss jedoch bestätigt werden, dass die Änderung der Konzentration x weniger als 5 % der ursprünglichen Konzentrationen beträgt, um zu zeigen, dass die Annahme gültig war.
Bei der Zersetzung von 0,66 molaren Carbonyldichloridgas entstehen Kohlenmonoxid und Chlorgas, und die Gleichgewichtskonstante für diese Reaktion beträgt 2,2 × 10-10.
Zur Berechnung der Gleichgewichtskonzentrationen werden die Werte in der ICE-Tabelle zusammen mit den Änderungs- und Gleichgewichtskonzentrationen tabellarisch dargestellt.
Setzt man die Gleichgewichtskonzentrationen im Ausdruck ein, so ist K gleich x zum Quadrat dividiert durch 0,66 minus x. Da K sehr klein ist, ist davon auszugehen, dass die Änderung der Anfangskonzentration x von Carbonyldichlorid vernachlässigbar ist.
Daher kann 0,66 minus x auf 0,66 angenähert werden. Wenn gelöst, entspricht x 1,2 × 10−5 molaren.
Hier beträgt x nur 0,0018 Prozent der anfänglichen molaren Konzentration von 0,66 molaren Carbonyldichlorid, was weit unter dem zulässigen Maximum von 5 % liegt. Somit gilt hier die kleine x-Annahme.
Unter Verwendung des Wertes für x in der ICE-Tabelle beträgt die Gleichgewichtskonzentration von Carbonyldichlorid immer noch 0,66 molar mit signifikanten Werten, während die Konzentrationen von Kohlenmonoxid und Chlor beide 1,2 × 10-5 molar betragen.
Wenn eine Reaktion eine kleine Gleichgewichtskonstante aufweist, begünstigt die Gleichgewichtslage die Reaktanten. Bei solchen Reaktionen kann eine ve…
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