Wie wirkt sich die Konzentration auf das dynamische Gleichgewicht aus? - Chemie - 2020

Anonim

Antworten:

Das Massenwirkungsgesetz besagt, dass, wenn ein System (z. B. chemische Reaktion) vorliegt Gleichgewicht ist das Verhältnis der Produkte und der Reaktantenkonzentration gleich der Gleichgewichtskonstante für diese Reaktion. Wenn wir die Konzentration irgendeiner Spezies ändern (z. B. durch Zugabe eines Reaktanten zu der Mischung), verschiebt sich die Reaktion zu Reaktanten oder Produkten, um das Verhältnis der Konzentrationen zum Gleichgewichtswert wiederherzustellen.

Erläuterung:

Beispiel:
Wann # NO_2 # ist im Gleichgewicht mit seinem Dimer, # N_2O_4 #beträgt das Konzentrationsverhältnis (ausgedrückt in Mol / L) bei Raumtemperatur 4,7.

# 2 NO_2 harr N_2O_4 #

#K_c = (N_2O_4) / (NO_2 ^ 2) = 4,7 #

Wenn also die Konzentration von # NO_2 # 0,02 M ist, dann wissen wir, dass die Gleichgewichtskonzentration von # N_2O_4 # muss sein # 4,7 (0,02) ^ 2 = 1,88 × 10 ^ -3M #

Befindet sich das System in einem 1-Liter-Behälter bei konstantem Volumen und konstanter Temperatur, addieren wir 0,03 Mol # NO_2 #, dann für kurze Zeit die Konzentration von # NO_2 # wird auf 0,05 M erhöht. Das Nichtgleichgewichtsverhältnis der Konzentrationen beträgt
#Q = (N_2O_4) / (NO_2 ^ 2) = (1,88 x 10 ^ -3) / ((0,05) ^ 2) = 0,75 #
was kleiner ist als das Gleichgewichtsverhältnis von 4,7. Um das Gleichgewicht wiederherzustellen, verschiebt sich die Reaktion zu den Produkten, die sich verbrauchen # NO_2 # und produzieren # N_2O_4 # bis die Gleichgewichtsrationen wiederhergestellt sind:

#K_c = (N_2O_4) / (NO_2 ^ 2) = (0,00188 + x) / ((0,05-2x) ^ 2) = 4,7 #

Lösen Sie diese quadratische Gleichung für die Konzentrationsänderung, # x #gibt # x = 5,37 mal 10 ^ -3M #. Die neuen Gleichgewichtskonzentrationen werden sein
# N_2O_4 = 0,00188 + 0,00537 = 0,00725M #
# NO_2 = 0,05-2 (0,00537) = 0,0392M #
und das neue Verhältnis ist
# (N_2O_4) / (NO_2 ^ 2) = 4.72 #, was gleich der Gleichgewichtskonstante innerhalb des Rundungsfehlers der signifikanten Stellen der Berechnung ist.