Back to chapter

14.4:

Denge Sabitinin Hesaplanması

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Calculating the Equilibrium Constant

Languages

Share

Tüm reaktanların ve dengede bulunan ürünlerin konsantrasyonları biliniyorsa, karşılık gelen değerler denge sabiti ifadesine yerleştirilerek denge sabiti Kc belirlenebilir. 530 Santigrat derecede gaz halindeki bir kükürt dioksit ve oksijen karışımının gösterilen reaksiyona göre reaksiyona girmesine izin verilir. Dengede, karışım 0, 10 molar kükürt dioksit, 0, 15 molar oksijen ve 10, 88 molar kükürt trioksit içerir.Değerler denge ifadesine yerleştirildiğinde, Kc 7, 9×10 üzeri 4’e eşit olacaktır. Kc, tüm bileşenlerin başlangıç konsantrasyonu ve en az bir bileşiğin denge yoğunluğu bilindiği sürece hesaplanabilir. Bilinmeyen denge konsantrasyonları daha sonra reaksiyon stokiyometrisi kullanılarak hesaplanabilir.Reaksiyonun başlangıç, değişim ve denge konsantrasyonları için bilgileri düzenlemek için bir ICE tablosu kullanılır. 0, 11 molar nitrojen ve 0, 36 molar hidrojen içeren bir reaksiyon karışımının 500 Santigrat derecede dengeye ulaşmasına izin verildiğinde, dengede 0, 020 molar amonyak üretir. Kc’yi hesaplamak için, nitrojen ve hidrojenin denge konsantrasyonlarının belirlenmesi gerekir.Reaksiyonun stokiyometrisi, 2 mol amonyak gazı üretmek için 1 mol nitrojen gazı ve 3 mol hidrojen gazı gerektiğini göstermektedir. Reaktanların ve ürünlerin katsayıları ile çarpıldığında x değişimi, tüketilen reaktanların konsantrasyonunu ve dengeye ulaşmak için üretilen ürünün konsantrasyonunu gösterir. 2x 0, 020’ye eşit olduğundan, x 0, 010’a eşittir.Nitrojen ve hidrojenin denge konsantrasyonu daha sonra, sırasıyla 0, 10 ve 0, 33 molara eşit olan başlangıç konsantrasyonlarından ilgili konsantrasyon değişikliğinin çıkarılmasıyla belirlenebilir. Kc ifadesinde denge konsantrasyonları yerleştirildiğinde, Kc 0, 11’e eşittir. Gazları içeren reaksiyonlar için Kp, bir ICE tablosu ve kısmi basınçlarla yazılan denge ifadesi kullanılarak hesaplanabilir.

14.4:

Denge Sabitinin Hesaplanması

Bir reaksiyon için denge sabiti, reaktanlarının ve ürünlerinin denge konsantrasyonlarından (veya basınçlarından) hesaplanır. Bu konsantrasyonlar biliniyorsa, hesaplama basitçe bunların Kc ifadesine değiştirilmesini içerir.

Örneğin, gaz halindeki azot dioksit bu denkleme göre dinitrojen tetroksit oluşturur:

25°C’de 1,0 L’lik bir şişeye 0,10 mol NO2 eklendiğinde, konsantrasyon dengede [NO2] = 0,016 M ve [N2O4] = 0,042 M olacak şekilde değişir. Reaksiyon için denge sabitinin değeri aşağıdaki gibi hesaplanabilir:

Aşağıda, verilen bilgilerden denge konsantrasyonlarını türetmek için reaksiyon stokiyometrisinin kullanıldığı biraz daha zor bir örnek sağlanmıştır. Bu hesaplamanın temel stratejisi, birçok denge hesaplaması türü için yararlıdır ve başlangıçta mevcut olan reaktan ve ürün konsantrasyonları, reaksiyon ilerledikçe nasıl değiştikleri ve sistem dengeye ulaştığında ne olduklarına dair terimlerin kullanımına dayanır. ICE kısaltması genellikle bu matematiksel yaklaşıma atıfta bulunmak için kullanılır ve konsantrasyon terimleri genellikle ICE tablosu adı verilen bir tablo biçiminde toplanır.

Denge Sabitinin Hesaplanması

İyot molekülleri, triiyodür iyonları üretmek için iyodür iyonları ile tersinir şekilde reaksiyona girer.

I2 ve I konsantrasyonlarının her ikisi de 1.000 × 10−3 M’ye eşit olan bir çözelti, reaksiyondan önce 6.61 × 10−4 M’lik bir I2 denge konsantrasyonu verirse, reaksiyon için denge sabiti nedir?

Denge sabitlerini hesaplamak için, tüm reaktanlar ve ürünler için denge konsantrasyonlarına ihtiyaç vardır:

Reaktanların başlangıç konsantrasyonları ve ürünün denge konsantrasyonu sağlanır. Bu bilgi, tüm bilgileri bir ICE tablosunda sunarak reaktanların denge konsantrasyonları için koşulları türetmek için kullanılabilir.

      I2 (aq)        I(aq)    I3(aq)     
Başlangıç Konsantrasyonu (M) 1,000 × 10−3 1,000 × 10−3 0
Değişim (M) −x −x +x
Denge Konsantrasyonu (M)   1,000 × 10−3 − x       1,000 × 10-3 − x   x

Dengede, I2 konsantrasyonu 6,61 × 10−4 M

ICE tablosu şimdi tüm konsantrasyonlar için sayısal değerlerle güncellenebilir:

I2 (aq I(aq) I3(aq)
Başlangıç Konsantrasyonu (M)  1,000 × 10−3    1,000 × 10−3   0
Değişim (M)  −3,39 × 10−4    −3,39 × 10−4     +3,39 × 10-4  
Denge Konsantrasyonu (M)  6,61 × 10−4    6,61 × 10−4    3,39 × 10−4 

Son olarak, denge konsantrasyonları, Kc ifadesine değiştirilebilir ve çözülebilir:

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 13.4 Equilibrium Calculations.