Iltaa kemistit!! Olen tässä yrittänyt laskea yhtä kotitehtävää, mutta en ole varma, miten se tehdään, joten avusta olisin kiitollinen!
Tehtävä kuuluu: 0,72 moolia fosforipentakloridikaasua kuumennettiin suljetussa 1,00 litran astiassa. Tasapainon asetuttua astiassa oli fosforipentakloridin lisäksi 0,40 moolia kaasumaista fosforitrikloridia ja saman verran kloorikaasua.
a) Kirjoita reaktioyhtälö ja laske reaktion tasapainovakion arvo.
b) Samoissa oloissa 5,0 litran astiaan suljettiin 2,0 moolia fosforitrikloridia ja 1,0 mooli koorikaasua. Mitkä ovat aineiden konsentraatiot ja ainemäärät tasapainotilassa?
Tuossa a-kohdassa sain tasapainovakion arvoksi K = (0,40^2)/(0,32) = 1/2. En tiedä, onko oikein..
b-kohdassa laskin ensin tiedetyt konsentraatiot (2/5 ja 1/5 mol/l) ja ne ovat siis lähtöaineiden konsentraatot alussa ja.. hmm.. Miten etenen..?? Minun pitäisi siis jotenkin tuon a-kohdan tietoja hyödyntäen saada näiden aineiden tasapainokonsentraatiot..?
Tehtävä kuuluu: 0,72 moolia fosforipentakloridikaasua kuumennettiin suljetussa 1,00 litran astiassa. Tasapainon asetuttua astiassa oli fosforipentakloridin lisäksi 0,40 moolia kaasumaista fosforitrikloridia ja saman verran kloorikaasua.
a) Kirjoita reaktioyhtälö ja laske reaktion tasapainovakion arvo.
b) Samoissa oloissa 5,0 litran astiaan suljettiin 2,0 moolia fosforitrikloridia ja 1,0 mooli koorikaasua. Mitkä ovat aineiden konsentraatiot ja ainemäärät tasapainotilassa?
Tuossa a-kohdassa sain tasapainovakion arvoksi K = (0,40^2)/(0,32) = 1/2. En tiedä, onko oikein..
b-kohdassa laskin ensin tiedetyt konsentraatiot (2/5 ja 1/5 mol/l) ja ne ovat siis lähtöaineiden konsentraatot alussa ja.. hmm.. Miten etenen..?? Minun pitäisi siis jotenkin tuon a-kohdan tietoja hyödyntäen saada näiden aineiden tasapainokonsentraatiot..?
Vastaukset 6
Vanhimmat
Kohta a) (sinulla oli pientä pilkunviilausta vaille oikein ratkaistu)
Tehtävän ratkaiseminen kannattaa aina aloittaa reaktioyhtälöstä:
PCl5 -> PCl3 Cl2
Alussa olevat ainemäärät:
[PCl5] -> [PCl3] [Cl2]
0,72 mol/l -> 0 mol/l 0 mol/l
Tasapainotilassa:
(0,72-0,40) mol/l -> 0,40 mol/l 0,40 mol/l
0,32 mol/l -> 0,40 mol/l 0,40 mol/l
Kun tästä alkaa laskea tasapainovakiota, tulee lopputulokseen jäämään dimensio mol/l, koska yhdestä lähtöaineesta muodostuu reaktiossa kaksi reaktiotuotetta.
K = ((0,40 mol/l)^2)/(0,32 mol/l) = 0,50 mol/l
Kohta b)
PCl5 -> PCl3 Cl2
Alussa olevat ainemäärät:
[PCl5] -> [PCl3] [Cl2]
2,0/5,0 mol/l -> 0 mol/l 1,0/5,0 mol/l
Tasapainotilassa, jolloin reaktio on siirtynyt oikealle "x mol/l verran":
(0,40-x) mol/l -> (x) mol/l (0,20 x) mol/l
Tästä pitää sitten ratkaista x, kun tiedetään että
K = ((x)*(0,20 x))/(0,40-x) mol/l = 0,50 mol/l
Lukiolaiselta tämän yhtälön sieventäminen pitäisi mennä jo aika nopsaan. Toivottavasti ymmärsit idean :-)
Kiitos selkeästä vastauksesta!
Luulen, että sain kiinni ideasta. Ainut vain, tuossa b-kohdassa fosforiTRIkloridin ainemäärä oli se 2,0/5,0 mol/l, eli ainemäärät olisi sitten alussa:
[PCl5] --> [PCl3] [Cl2]
0 mol/l --> 2,0/5,0 mol/l 1,0/5,0 mol/l
Olisiko yhtälö tasapainossa sitten:
(-x) mol/l --> (0,40 x) mol/l (0,20 x) mol/l?
"Olisiko yhtälö tasapainossa sitten:
[PCl5] --> [PCl3] [Cl2]
(-x) mol/l --> (0,40 x) mol/l (0,20 x) mol/l?"
Kyllä, tämä on aivan oikein.
Etumerkit x:lle voisi periaatteessa vaihtaa myös toisin päin, mutta rutiinin kannalta on järkevämpää käyttää reaktion vasemmalla puolella oleville aineille negatiivisia muuttujia ja oikealla puolella oleville positiivisia muuttujia. Kun x on ratkaistu, voidaan sen etumerkin mukaan tietää mihin suuntaan reaktiotasapaino alkuasetelmasta kääntyy. Tässä tapauksessahan tasapaino syntyy kun reaktio kulkee vasemmalle, mikä tarkoittaa sitä että x tulee saamaan ratkaisussa negatiivisen arvon.
x:n suuruudelle voidaan asettaa jo heti alussa tiettyjä ehtoja, joihin voidaan palata jos x:lle tulee ratkaisussa useita mahdollisia arvoja (useamman asteen yhtälö):
-x > 0 x < 0
Tasapainoreaktiossa muodostuu aina jonkin verran jokaista reaktiokomponenttia, ja koska lähtötilanteessa PCl5 pitoisuus oli 0, tulee reaktio siirtymään jonkin verran vasemmalle.
0,20 x > 0 x > -0,20
Tasapainotilanteessa Cl2 pitoisuus ei voi laskea 0:aan.
Ts. kun x lopulta saadaan ratkaistua, pitää sen kuulua välille: -0,20 < x < 0.
Kiitos vielä, sain uskoakseni tehtävän nyt oikein. Mutta nyt vastaan tuli vielä yksi tehtävä, josta en ole varma, kuinka se ratkaistaan, enkä halua toisaalata jättää sitä tekemättä (eli oppimatta asiaa), joten turvaudun taas apuun.
Tehtävä kuuluu: Reaktion H2(g) CO2(g) H2O(g) CO(g) tasapainovakion arvo on 1,6. Montako moolia kutakin reaktioon osallistuvaa ainetta on tasapainotilassa, kun 5,00 litran astiaa suljetaan 990C:n lämpötilassa 1,0 mooli vetyä , 2,0 moolia hiilidioksidia, 0,75 moolia vettä ja 1,0 mooli hiilioksidia.
Laskin ensin nuo alkukonsentraatiot (eli 1/5 mol/l jne.), mutta nyt en oikein tiedä, kuinka jatkan, kun yhdenkään aineen tasapainokonsentraatiota ei tiedetä. Merkkaanko muutosta x:llä ja olisiko se siis vedyssä (1 x), hiilidioksidissa (2 x) vai miten ihmeessä??
Reaktio
H2(g) CO2(g) H2O(g) CO(g)
Ainemäärät alussa
1,0 mol 2,0 mol 0,75 mol 1,0 mol
Pitoisuudet alussa (5 litrassa)
0,2 mol/l 0,4 mol/l 0,15 mol/l 0,2 mol/l
Pitoisuus muuttuu tämän jälkeen johonkin suuntaan x mol/l. Merkitään tasapainossa olevat pitoisuudet:
(0,2-x) mol/l (0,4-x) mol/l (0,15 x) mol/l (0,2 x) mol/l
*****
HUOM. Lähtöaineiden puolelle - merkkinen muutos ja tuotteiden puolelle merkkinen. Mikäli reaktio etenee oikealle tulee ratkaisussa x:n arvoksi positiivinen luku. Ja mikäli reaktio etenee vasemmalle x:n arvo tulee olemaan negatiivinen.
*****
Sitten ratkaistaan x, kun tiedetään että
K = ( [H2O]*[CO] ) / ( [H2]*[CO2] ) = 1,6.
Toivottavasti ratkaisutapa alkaa jo selkeytyä, iloa ja intoa opiskeluun *
Kiitos jälleen selkeästä vastauksesta :). Ja juu, kyllähän noi alkaa nyt selkeytyä. Päätin viime jakson aikana, että kirjoitan kemian reaalina keväällä, joten mulla on käytännössä kaikki kemian kurssit tässä jaksossa. On siis paljon tietoa omaksuttavana, mutta olen motivoitunut tekemään töitä sen eteen, sillä aion jatkaa kemian opiskelua lukion jälkeen.