วิธีการคำนวณแรงกดดันสมดุล

เมื่อคุณอ่านหนังสือเคมีคุณอาจสังเกตว่าปฏิกิริยาบางอย่างเขียนด้วยลูกศรซึ่งชี้ไปที่ทั้งสองทิศทาง นี่หมายถึงว่าปฏิกิริยาสามารถย้อนกลับได้ - ผลิตภัณฑ์ที่เกิดปฏิกิริยาสามารถทำปฏิกิริยากันได้อีกครั้งและก่อตัวเป็นสารตั้งต้นอีกครั้ง จุดที่เกิดปฏิกิริยาในอัตราเดียวกันในทั้งสองทิศทางเรียกว่าดุลยภาพ เมื่อก๊าซทำปฏิกิริยาที่สมดุลอาจเป็นไปได้ที่จะคำนวณแรงกดดันโดยใช้ตัวเลขที่รู้จักกันในชื่อค่าคงตัวสมดุลซึ่งจะแตกต่างกันไปในแต่ละปฏิกิริยา

ตั้งค่านิพจน์สำหรับแรงกดดันสมดุลของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ของคุณโดยจำไว้ว่าสารตั้งต้นทั้งสอง (และผลิตภัณฑ์ทั้งสอง) จะมีความดันเท่ากันและก๊าซทั้งหมดในระบบปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไปตามจำนวนที่เท่ากันกับปฏิกิริยา กำหนดการเปลี่ยนแปลงนี้ตัวแปร "x." ตัวอย่างเช่นหากคุณกำลังพยายามคำนวณแรงกดดันสมดุลในระบบของฟลูออโรมีเทน CH3F ซึ่งทำปฏิกิริยาตามสมดุล CH3OH + HF <--> CH3F + H2O (ซึ่งสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ทั้งหมดอยู่ในสถานะก๊าซ) และคุณรู้ ความกดดันเริ่มต้นของ CH3OH และ HF คือ 0.5 บรรยากาศ (atm) คุณสามารถตั้งค่าความดันสมดุลสำหรับสารตั้งต้นเท่ากับ "0.5 - x" - ความดันเริ่มต้นลบด้วยการเปลี่ยนแปลง - และผลิตภัณฑ์เท่ากับ "x" - การเปลี่ยนแปลง " ตัวเองเนื่องจากพวกเขาไม่มีแรงกดดันก่อนที่ปฏิกิริยาจะเริ่มขึ้น (พวกเขาไม่มีตัวตน)

ตั้งค่าสมดุลคงที่ของคุณเท่ากับผลคูณของแรงดันสมดุลของผลิตภัณฑ์ของคุณเหนือผลคูณของดุลยภาพของสารตั้งต้น ตัวอย่าง - สมมติว่าปฏิกิริยามีค่าคงที่สมดุล Kp ของ 8.1 x 10 ^ 3 - เขียนนิพจน์นี้ดังนี้: Kp = / = (x) (x) / (. 5-x) (. 5 -x) = x ^ 2 / (. 5-x) ^ 2 = 8.1 x 10 ^ 3 = 8,100

ทำให้สมการของคุณง่ายขึ้นโดยการหาสแควร์รูทของทั้งสองข้าง ตัวอย่างเช่นนี่จะเป็น sqrt (x ^ 2 / (. 5-x) ^ 2) = sqrt (8,100) หรือ x / (5-x) = 90

แก้สมการของคุณสำหรับ x ขั้นแรกให้คูณทั้งสองข้างด้วย (.5 - x) เพื่อกำจัดตัวหารดังนี้: x / (. 5 - x) = x และ 90 (.5 - x) = (90 x .5) - (90x .5) ) = 45 - 90x ขอให้สังเกตว่า x = 45 - 90x และเพิ่ม 90x ทั้งสองด้านเพื่อดูว่า 91x = 45 หรือ x = 45/91 = 0.495

ใส่ค่าของ x ลงในนิพจน์ของคุณเพื่อคำนวณความดันสมดุลของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ของคุณ สำหรับสารตั้งต้นของคุณคุณแสดงความดันสมดุลเท่ากับ 0.5 -x ดังนั้นแรงกดดันของ HF และ CH3OH ที่สมดุลเท่ากับ 0.5 - 0.495 หรือ 0.005 atm แรงกดดันของผลิตภัณฑ์ CH3F และ H2O เท่ากับ x หรือ. 495 atm