Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

14.6: Расчет равновесных концентраций
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Calculating Equilibrium Concentrations
 
ТРАНСКРИПТ

14.6: Расчет равновесных концентраций

Способность рассчитать равновесные концентрации имеет важное значение для многих областей науки и техники, например, при разработке и дозировании фармацевтических продуктов. После проглатывания или введения препарата он обычно участвует в нескольких химических равновесии, которые влияют на его конечную концентрацию в системе интереса. Знание количественных аспектов этих равновесий необходимо для расчета дозы, которая будет добиваться желаемого терапевтического эффекта.

Более сложным типом расчета равновесия может быть расчет равновесных концентраций, производных от начальных концентраций и константы равновесия. Для этих расчетов обычно используется четырехэтапный подход:

  1. Определите направление, в котором реакция будет двигаться к равновесию.
  2. Разработайте ледяной стол.
  3. Рассчитайте изменения концентрации и затем равновесные концентрации.
  4. Подтвердите расчетные концентрации равновесия.

Расчет равновесных концентраций

При определенных условиях равновесная константа Kc разложения PCL5(g) на PCl3(g) и Cl2(g) составляет 0.0211. Описанная выше процедура может использоваться для определения равновесных концентраций PCL5, PCl3 и Cl2 в смеси, которая изначально содержала только PCL5 в концентрации 1.00 M.

Шаг 1. Определите направление, в котором идет реакция.

Сбалансированное уравнение разложения PCL5 составляет

Eq1

Поскольку изначально присутствует только реагент, QC = 0, и реакция будет идти вправо.

Шаг 2. Разработайте ледяной стол.

     PCl5 (g)        PCl3 (g)      Cl2 (g)  
Начальная концентрация (M) 1.00 0 0
Изменение (M) x +x. +x.
Равновесная концентрация (M) 1.00 - x. x x

Шаг 3. Решите для изменения и равновесных концентраций.

Подстановка равновесных концентраций в уравнение равновесной константы дает

Eq2

Уравнение формы ax2 + bx + c = 0 можно изменить для решения для x:

Eq3

В этом случае a = 1, b = 0.0211 и c = -0.0211. Подстановка соответствующих значений для a, b и c дает:

Eq4

Таким образом, два корня квадрата являются

Eq5

Для этого сценария физически значимым является только положительный корень (концентрации равны нулю или положительны), и поэтому x = 0.135 M. равновесные концентрации являются

Eq6

Шаг 4. Подтвердите расчетные концентрации равновесия.

Подстановка в выражение для Kc (для проверки вычисления) дает

Eq7

Константа равновесия, рассчитанная на основе равновесных концентраций, равна значению Kc, данному в задаче (округляется до правильного количества значительных цифр).

Этот текст был адаптирован к расчетам равновесия Openstax, Химия 2е изд., раздел 13.4.


Литература для дополнительного чтения

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter