平衡濃度の計算

未知の平衡濃度は、反応物の初期濃度と反応の平衡定数Kから決定できます。

0.30モルの窒素ガスと0.40モルの酸素ガスが反応して一酸化窒素ガスを生成し、Kが0.10である反応を考えてみましょう。平衡濃度を計算するために、既知の値がICEテーブルに表にまとめられます。

濃度の変化については、各生成物または反応物の増加または減少は、それぞれその化学量論的係数のx倍で表されます。合計または差は、平衡濃度を見つけるために使用され、平衡式に代入されます。

x を解くために、式が拡張され、すべての項が片側に置かれて、ax² + bx + c の形式に変換されます。この方程式は、二次方程式の公式を使用して解くことができます。

解析の結果は、x に対して 0.047 と −0.065 の 2 つの値になります。物質の負の濃度は不可能であるため、値を拒否できます。

x に 0.047 を使用すると、窒素、酸素、一酸化窒素の平衡濃度は、それぞれ 0.25、0.35、0.094 モルに等しくなります。

完全二乗条件は、2次式を避けるためにショートカットを使用できる1つの状況です。

例えば、上記の反応における窒素と酸素の初期濃度がそれぞれ0.30モルであった場合、方程式は完全な二乗になります。このような場合、方程式は、xを解くために両側の平方根を取ることによって単純化できます。