Расчет равновесных концентраций

Неизвестные равновесные концентрации могут быть определены из начальной концентрации исходных веществ и константы равновесия K для реакции. Рассмотрим реакцию, в которой 0, 30 моль газообразного азота и 0, 40 моль газообразного кислорода реагируют с образованием газообразного оксида азота и где K равно 0, 10. Для расчета равновесных концентраций известные значения занесены в таблицу концентраций.

Для изменения концентрации увеличение или уменьшение для каждого продукта или исходного вещества, соответственно, обозначается как x, умноженное на его стехиометрический коэффициент. Сумма или разность используются для нахождения равновесных концентраций, которые затем подставляются в выражение равновесия. Чтобы найти x, выражение расширяется, и все члены переносятся в одну сторону, чтобы преобразовать его в форму:ax в квадрате плюс bx плюс c.

Это уравнение можно решить, используя формулу корней квадратного уравнения. Решение дает два значения для x:0, 047 и минус 0, 065. Поскольку отрицательная концентрация вещества невозможна, это значение можно отклонить.

Используя 0, 047 для x, равновесные концентрации азота, кислорода и оксида азота равны 0, 25, 0, 35 и 0, 094 молярных долей соответственно. Условие идеального квадрата это одна из ситуаций, когда можно сократить решение, чтобы избежать квадратной формулы. Например, если начальные концентрации азота и кислорода в указанной выше реакции составляли по 0, 30 моль, уравнение превращается в полный квадрат.

В таких случаях уравнение можно упростить, взяв квадратный корень из обеих частей для определения x.