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14.6: 计算平衡浓度
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Chemistry

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Calculating Equilibrium Concentrations
 
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14.6: 计算平衡浓度

能够计算平衡浓度对于科学和技术的许多领域都至关重要,例如在制药生成物的配方和给药方面。 摄入或注一种药物后,通常会涉及几种化学平衡,从而影响其最终浓度在感兴趣的身体系统中的作用。 要计算将获得所需治疗效果的剂量数量,需要了解这些平衡的定量的方面。

一种更具挑战性的平衡计算类型可以是一种平衡浓度源自初始浓度和平衡常数。 对于这些计算,四步法通常很有用:

  1. 确定反应的方向以达到平衡。
  2. 开发一个ICE表格。
  3. 计算浓度的变化以及随后的平衡浓度。
  4. 确认计算出的平衡浓度。

平衡浓度的计算

在某些情况下,用于将PCL5 (g) 分解为PCL3(g) 和 Cl2(g) 的平衡常数 KC 为 0.0211。 上述程序可用于确定混合物中的 PCL5, PCL3 和 Cl2 的平衡浓度,该混合物最初仅包含浓度为 1.00 M 的 PCL5

步骤 1. 确定反应的方向。

用于 PCL5 分解的平衡方程是

Eq1

因为最初只有反应物存在, QC = 0 ,反应将继续向右。

步骤 2. 开发一个ICE表格。

0 0
   PCL5 (g)      PCL3 (g)     CL2(g)   
初始浓度 (M) 1.00 英里
变化 (M) x +x +x
平衡浓度 (M) 1.00 − x X X

步骤 3. 解决变化和平衡浓度问题。

将平衡浓度替换为方程给出的平衡常数

Eq2

可以重新排列形式为 ax2 + bx + c = 0 的方程,以解 x :

Eq3

在这种情况下, A = 1 , b = 0.0211 , c = −0.0211。 用适当的值替换 a b c 产率:

Eq4

因此,二次曲的两个根源是:

Eq5

在这种情况下,只有正根才有意义 (浓度为零或正) ,因此 x = 0.135 M。 平衡浓度为

Eq6

步骤 4. 确认计算出的平衡浓度。

KC的表达式替换 (检查计算) 给出

Eq7

从平衡浓度计算得出的平衡常数等于问题中给出的 KC 值 (当四舍五入到正确的有效数字数时)。

本文改编自 Openstax, 化学 2e, 第 13.4 节:平衡计算


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